Mitosis para niños
En biología, la mitosis es un proceso fundamental que ocurre en el centro de las células eucariotas, justo antes de que la célula se divida. Imagina que es como una coreografía muy precisa donde el material genético, el ADN, se reparte de forma igual entre dos nuevas células.
Este tipo de división sucede en las células somáticas (todas las células de tu cuerpo que no son reproductivas) y, por lo general, termina con la formación de dos nuevos núcleos (a esto se le llama cariocinesis). Después, el citoplasma (la parte líquida de la célula) se divide en un proceso aparte llamado citocinesis, formando así dos células hijas completas.
Para dividirse, las células construyen una especie de "andamio" llamado “huso mitótico”. Este andamio está hecho de proteínas y ayuda a organizar el ADN que ya se ha duplicado. Así, cada copia de un cromosoma se pega a un extremo diferente del andamio. Gracias a este sistema, los cromosomas duplicados se separan en dos grupos idénticos que se mueven hacia los lados opuestos de la célula, listos para la división. Las dos células nuevas que se forman tienen toda la información genética que necesitan para crecer y dividirse de nuevo.
La mitosis fue observada y descrita por primera vez por Walther Flemming entre 1879 y 1882, quien vio cómo las células se dividían y se copiaban. Sin embargo, el botánico Wilhelm Hofmeister la había descrito inicialmente en 1848.
Este proceso de mitosis, que crea células genéticamente idénticas, es clave para que los organismos crezcan, reparen sus tejidos y se reproduzcan de forma asexual (sin la unión de dos células diferentes). Existe otra forma de dividir el material genético, llamada meiosis, que es diferente.
Contenido
¿Qué es la Mitosis y por qué es Importante?
La mitosis es la división del núcleo de una célula donde la información genética de los cromosomas se mantiene intacta. Esto significa que las dos células hijas que nacen de este proceso reciben una copia exacta de la información genética de la célula madre. La mitosis es un verdadero proceso de multiplicación celular que ayuda al desarrollo, crecimiento y reparación de los organismos.
Este proceso ocurre a través de una serie de pasos que se desarrollan de forma continua. Para entenderlo mejor, los científicos los han dividido en varias etapas.
El resultado más importante de la mitosis es que la información hereditaria de la célula madre se mantiene en cada una de las dos células hijas. El genoma es el conjunto de genes organizados en cromosomas, que son como hilos muy enrollados de ADN que contienen toda la información vital para la célula y el organismo.
Para que cada célula hija tenga la información genética completa de su especie, la célula madre debe hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis. Esto sucede durante la fase S de la interfase, que es el período en el que la célula se prepara para dividirse.
Después de que el ADN se duplica, cada cromosoma tiene dos copias idénticas de la misma hebra de ADN, llamadas cromátidas hermanas. Estas copias están unidas por una parte del cromosoma llamada centrómero. En este momento, cada cromátida hermana no se considera un cromosoma por sí misma, sino parte de un cromosoma que temporalmente tiene dos cromátidas.
En animales y plantas (pero no siempre en hongos o protistas), la envoltura nuclear, que es la capa que separa el ADN del citoplasma, se deshace. Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en un plano llamado ecuatorial. Un huso acromático (una estructura hecha de microtúbulos) dirige la separación de las cromátidas hermanas hacia los extremos de la célula. A partir de este momento, cada cromátida hermana se considera un cromosoma completo, y se les llama cromosomas hermanos. A medida que la célula se alarga, las fibras del huso "jalan" a los cromosomas hermanos hacia los polos opuestos de la célula.
En la mayoría de las mitosis, la envoltura nuclear se rompe al principio y se forman dos nuevas envolturas alrededor de los dos grupos de cromosomas al final. En otros casos, como en las levaduras, la división ocurre dentro del núcleo, que luego se divide en dos.
La cariocinesis es la formación de los dos núcleos que normalmente concluye la mitosis. A veces, la división mitótica ocurre sin cariocinesis (endomitosis), lo que resulta en un núcleo con el material hereditario duplicado.
La mitosis casi siempre termina con la citocinesis o división del citoplasma. En las células animales, la célula se estrangula por el centro hasta que se separa en dos. En las células de las plantas, se forma una nueva pared celular que divide las dos células, dejando pequeños puentes de citoplasma (plasmodesmos). Al final, la célula madre se divide en dos células hijas, cada una con una copia completa e idéntica del genoma original.
Es importante saber que las células procariotas (como las bacterias) tienen un proceso similar llamado fisión binaria. Sin embargo, no se considera mitosis porque no tienen núcleo y solo tienen un cromosoma simple sin centrómero.
¿Cómo se Divide el Núcleo Celular? (Cariocinesis)
La cariocinesis (del griego cario = núcleo y cinesis = movimiento) es la división del núcleo celular. Es la primera parte de la mitosis, donde el material genético de una célula madre se reparte de forma idéntica entre dos células hijas.
En las células animales, hay un organelo llamado áster o centro celular, formado por un par de centriolos. Cuando estos se dividen al principio de la profase, se mueven hacia los extremos opuestos de la célula, formando el aparato del huso mitótico.
Fases del Ciclo Celular
La división de las células eucariotas es parte de un ciclo continuo llamado ciclo celular. Este ciclo tiene dos períodos principales: la interfase, donde el ADN se duplica, y la mitosis, donde el material duplicado se reparte de forma idéntica.
La mitosis es una fase relativamente corta en comparación con la interfase.
Interfase: Preparación para la División
Durante la interfase, la célula está funcionando normalmente. En esta fase, el ADN se copia y los organelos se duplican para que la célula tenga todo lo necesario antes de dividirse. Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara. Los centríolos y la cromatina se duplican, y los cromosomas aparecen dobles. El primer paso clave es que todas las cadenas de ADN se dupliquen. Esto ocurre justo antes de que empiece la división. Después de la duplicación, tendremos dos juegos de cadenas de ADN, y la mitosis se encargará de separarlas y llevarlas a las células hijas. Otro proceso crucial es la transformación de la cromatina en cromosomas.
La duración del ciclo celular en una célula típica es de unas 16 horas, pero este tiempo puede variar según el tipo de célula.
Profase: Los Cromosomas se Condensan
En esta fase, el material genético (ADN) se condensa para formar los cromosomas, que son estructuras muy organizadas. Como el material genético ya se duplicó en la interfase, cada cromosoma replicado está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero.
Al principio de la profase en las células animales, el centrosoma se duplica. Los dos centrosomas hijos se mueven hacia los extremos opuestos de la célula. Los centrosomas son como centros de control que organizan la formación de unas estructuras fibrosas llamadas microtúbulos. Así, el huso de una célula mitótica tiene dos polos de donde salen microtúbulos.
Al final de la profase, el nucléolo (una parte del núcleo) y la envoltura nuclear desaparecen.
Prometafase: Los Microtúbulos Buscan Cromosomas
La envoltura nuclear se ha disuelto, y los microtúbulos (en verde) entran en el espacio donde estaba el núcleo. Los microtúbulos pueden unirse a los cromosomas (en azul) a través de unas estructuras llamadas cinetocoros (en rojo), o interactuar con otros microtúbulos del polo opuesto. Esto se conoce como mitosis abierta. Algunos hongos y protistas, como las algas, tienen una mitosis cerrada, donde el huso se forma dentro del núcleo o los microtúbulos pueden atravesar la envoltura nuclear intacta.
Cada cromosoma forma dos cinetocoros hermanos en su centrómero, uno en cada cromátida. Un cinetocoro es una estructura de proteínas compleja donde se anclan los microtúbulos. Contiene "motores moleculares" que usan energía para moverse a lo largo del microtúbulo hacia el centrosoma. Esta actividad, junto con el crecimiento o encogimiento de los microtúbulos, ayuda a separar las cromátidas de los cromosomas más adelante.
Cuando el huso crece lo suficiente, los microtúbulos empiezan a buscar cinetocoros para unirse. Otros microtúbulos se unen entre sí para formar el huso mitótico. A veces, la prometafase se considera parte de la profase.
Metafase: Los Cromosomas se Alinean
A medida que los microtúbulos se unen a los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los cromosomas se agrupan en la "placa metafásica" o "plano ecuatorial". Esta es una línea imaginaria que está a la misma distancia de los dos centrosomas en los polos del huso. Este alineamiento se debe a las fuerzas iguales y opuestas que ejercen los cinetocoros hermanos. El nombre "metafase" viene del griego μετα, que significa "después".
Para que la separación de los cromosomas sea correcta, cada cinetocoro debe estar unido a un grupo de microtúbulos. Si algún cinetocoro no está unido, se envía una señal para evitar que la célula avance a la siguiente fase (anafase) antes de que todos los cromosomas estén bien alineados. Esta señal activa un "punto de control de la mitosis".
Anafase: Los Cromosomas se Separan
Cuando todos los cromosomas están bien unidos a los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula entra en anafase (del griego ανα, que significa "arriba" o "atrás"). Esta es una fase muy importante de la mitosis, porque en ella se distribuyen las dos copias de la información genética original.
Aquí ocurren dos cosas. Primero, las proteínas que mantenían unidas a las cromátidas hermanas (las cohesinas) se cortan, permitiendo que las cromátidas se separen. Estas cromátidas hermanas, que ahora son cromosomas hermanos diferentes, son separadas por los microtúbulos unidos a sus cinetocoros, y se mueven hacia los centrosomas respectivos.
Luego, los microtúbulos que no están unidos a cinetocoros se alargan, empujando a los centrosomas (y a los cromosomas que tienen asociados) hacia los extremos opuestos de la célula. Este movimiento se debe al rápido crecimiento de los microtúbulos.
Estas dos etapas a veces se llaman anafase temprana (cuando las cromátidas se separan) y anafase tardía (cuando los centrosomas se alejan). Al final de la anafase, la célula ha logrado separar dos grupos idénticos de material genético, cada uno alrededor de un centrosoma.
Telofase: Se Forman Nuevos Núcleos
La telofase (del griego τελος, que significa "final") es como la reversión de lo que pasó en la profase y prometafase. Durante la telofase, los microtúbulos que no están unidos a cinetocoros siguen alargándose, estirando aún más la célula. Los cromosomas hermanos están ahora en cada uno de los polos. La envoltura nuclear se vuelve a formar alrededor de ambos grupos de cromosomas, usando partes de la envoltura nuclear original. Ambos grupos de cromosomas, que ahora forman dos nuevos núcleos, se desenrollan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está completa.
Si la citocinesis no ocurre después, se formará una célula con dos núcleos. Esto puede pasar en algunos tejidos de organismos como parte de su desarrollo.
El siguiente paso es la citocinesis, que generalmente ocurre justo después de la cariocinesis.
Citocinesis: La Célula se Divide en Dos
La citocinesis es un proceso aparte que comienza al mismo tiempo que la telofase. Técnicamente no es parte de la mitosis, pero es necesaria para completar la división celular. En las células animales, se forma un surco de división que contiene un anillo de actina donde estaba la placa metafásica. Este anillo estrangula el citoplasma, separando los dos nuevos núcleos en dos células hijas.
Tanto en células animales como en plantas, la división celular es guiada por pequeñas bolsas (vesículas) que se mueven a lo largo de los microtúbulos hasta el centro de la célula. En las plantas, estas bolsas se unen para formar una placa celular en el centro, que luego se convierte en una pared celular que separa los dos núcleos. Al final, cada célula hija tiene una copia completa del genoma de la célula original. El final de la citocinesis marca el final de la fase M del ciclo celular.
¿Qué Consecuencias Tiene la Mitosis?
Gracias a la mitosis, el material genético se divide en dos núcleos idénticos. Esto significa que las dos células hijas que se forman (si el citoplasma también se divide) serán genéticamente idénticas a la célula madre. Por lo tanto, la mitosis es un proceso de división que conserva la información genética de una generación de células a la siguiente. La mayoría de los genes dejan de funcionar durante la mitosis, pero hay mecanismos que "recuerdan" qué genes estaban activos para transmitirlos a las células hijas.
¿Qué Pasa si Hay Errores en la Mitosis?
Aunque los errores en la mitosis son muy raros, pueden ocurrir, especialmente en las primeras divisiones celulares de un cigoto (la primera célula de un nuevo organismo). Los errores mitóticos pueden ser peligrosos porque cualquier célula que descienda de una célula defectuosa tendrá la misma anomalía.
Por ejemplo, un cromosoma podría no separarse correctamente durante la anafase. Esto se llama "no-disyunción". Si sucede, una célula hija recibirá dos cromosomas hermanos y la otra no recibirá ninguno. Esto puede llevar a que una célula tenga tres copias de la misma información genética (una condición llamada trisomía), y la otra célula solo tenga una copia (llamada monosomía). Estas células se consideran "aneuploides", y la aneuploidía puede causar inestabilidad genética, lo cual es común en el cáncer.
La mitosis es un proceso que exige mucho a la célula. La célula cambia drásticamente su estructura, algunos orgánulos se desarman y se vuelven a armar en pocas horas, y los microtúbulos tiran constantemente de los cromosomas. Por eso, a veces los cromosomas pueden dañarse. Un brazo de un cromosoma puede romperse y perder un pedazo, causando una deleción. El pedazo puede unirse incorrectamente a otro cromosoma, causando una translocación. También puede volver al cromosoma original, pero al revés, causando una inversión. O puede ser tratado como un cromosoma separado, causando una duplicación cromosómica.
Algunos de estos errores pueden ser detectados por los "puntos de control" que existen en el ciclo celular. Estos puntos detienen la división celular, dando tiempo a los mecanismos de reparación para corregir el error. Si no se corrige, el efecto de estas anomalías genéticas dependerá del tipo de error. Puede ir desde algo imperceptible hasta el desarrollo de enfermedades o incluso la muerte del organismo.
Endomitosis: Cuando el Núcleo no se Divide
La endomitosis es una variación de la mitosis donde el núcleo o la célula no se dividen. Esto resulta en células con muchas copias del mismo cromosoma dentro del mismo núcleo. Este proceso también se llama endoreduplicación, y las células resultantes se conocen como endopoliploides. Un ejemplo de una célula que pasa por endomitosis es el megacariocito.
Véase también
En inglés: Mitosis Facts for Kids
