Cuando las células eucariotas se dividen, se someten a un proceso complejo con cuatro etapas principales, incluida una fase G2. La ciclo celular incluye pasos como el crecimiento celular, la replicación del ADN y la mitosis (un tema crítico en biología celular).
Porque células eucariotas tienen un núcleo que también tiene que ser duplicado, el proceso general es más complicado que la fisión binaria utilizada por las células procariotas, que carecen de núcleo.
La mitosis fase es el paso final en la división celular. Da como resultado dos nuevas células hijas, cada una con un complemento completo de ADN, un núcleo y orgánulos. Si la célula deja de dividirse, sale del ciclo celular y entra en la fase G0.
Si la celda se va a dividir de nuevo, entra en el interfase entre dos divisiones celulares. Las tres partes de la interfase son las Fase G1 (o fase Gap 1) seguida de la Fase S (o fase de síntesis de proteínas y ADN) y finalmente la Fase G2 (o fase Gap 2) que precede a la siguiente fase de mitosis.
¿Cuándo entran las células en las diferentes fases?
La división celular a través de la mitosis es una forma asexual de multiplicación celular que se utiliza para producir más células del mismo tipo. Las células animales superiores utilizan la mitosis para producir nuevas células, incluidas las que se desgastan rápidamente, como las células de la piel. El proceso también se utiliza durante el crecimiento de tejidos, como en animales jóvenes, o para reparar daños.
En algunos tejidos, una vez que un organismo tiene el número requerido de células de un tipo particular, no se necesitan nuevas células y las células existentes entran en la fase G0 donde ya no se multiplican. Esto es especialmente cierto en el caso de células muy diferenciadas, como las células nerviosas. Una vez que el cerebro o la médula espinal tienen el número correcto de células, las células nerviosas no se dividen para producir más.
Si la célula tiene que volver a dividirse, entra en las siguientes fases:
Los pasos del ciclo celular
1. La Fase de brecha G1
Esta es la brecha entre la división celular y la replicación del ADN. La la celda se prepara para su siguiente división en el ciclo celular o sale del ciclo celular y entra en G0.
2. La Fase de síntesis S
La célula se compromete a iniciar la siguiente división celular y hace copias de su ADN mientras sintetiza proteínas adicionales necesarias para la división celular.
3. La fase de brecha G2
Esta es la brecha entre Replicación de ADN y mitosis. La célula reproduce su orgánulos y se asegura de que todo sea listo para la división.
Entrada a la Fase G2
Después del crecimiento celular durante la fase G1 y la replicación del ADN durante la fase S, la célula está lista para entrar en la fase G2. G2 se denomina fase de brecha porque no se produce ningún progreso específico de la división celular adicional. En cambio, hay altos niveles de preparación y comprobación para asegurarse de que todo esté en su lugar para una mitosis exitosa.
Antes de que pueda comenzar la fase G2, cada cromosoma de la célula debe haberse duplicado y deben estar presentes las proteínas necesarias para las membranas y estructuras celulares adicionales.
Al comienzo de G2, los orgánulos como el mitocondrias y el lisosomas empezar a multiplicar. Estos orgánulos tienen su propio ADN y pueden comenzar a dividirse de forma independiente, pero la propia célula tiene que crear ribosomas adicionales para satisfacer las necesidades de las dos posibles células hijas.
¿Qué sucede en la fase G2?
La fase G2 tiene dos funciones principales.
Primero, la celda tiene que comprueba que todo está listo para la mitosis, y tiene que corregir cualquier deficiencia. Si la célula detecta problemas importantes que no se pueden solucionar de inmediato, puede interrumpir el ciclo celular y detener el proceso de división. La fase G2 es donde el organismo se asegura de que ninguna célula nueva sea defectuosa.
Las comprobaciones que realiza la célula incluyen la verificación de que el ADN se ha replicado correctamente y que hay suficiente material presente para dos células. Las hebras de ADN deben estar completas, sin roturas, y debe haber el número correcto de dos veces las hebras de la célula original. Si la célula encuentra una ruptura, la hebra de ADN se reparado.
Las dos nuevas células deben estar rodeadas por membranas completas y cada una de ellas debe recibir suficiente material celular para funcionar correctamente. Durante la fase G2, a menudo se sintetiza proteína adicional y los orgánulos se multiplican hasta que hay suficiente para dos células.
Otros materiales celulares como lípidos para la membrana también se puede producir. Con toda esta actividad, la célula a menudo crece sustancialmente durante G2.
El punto de control de la fase G2 / M
Los organismos avanzados como los vertebrados tienen células especializadas y diferenciadas que coordinan su actividad y dependen unos de otros para muchas funciones. Como resultado, estos organismos son muy sensibles a la degradación celular y a las células defectuosas.
Para evitar la creación de células que no funcionen correctamente, muchos animales tienen un punto de control de división celular al final la fase G2. La celda ha verificado muchos factores clave y los resultados se revisan en el punto de control.
Si la celda encontró algunos problemas y pudo solucionarlos, pasará el punto de control y se permitirá que prosiga la división celular. Si los problemas persisten, la célula no se dividirá e intentará solucionar los problemas antes de continuar con el proceso de división celular.
Evaluaciones específicas que se llevan a cabo en el puesto de control incluyen:
- Daño en el ADN: Las proteínas específicas se acumulan en los sitios de ADN roto. Si estas proteínas están presentes, la célula no se dividirá.
- Replicación de ADN: La célula aborta el proceso de división si no todas las cadenas de ADN se han duplicado por completo.
- Evaluación de la condición celular: Las proteínas celulares, orgánulos y otras estructuras deben estar colocadas en cantidades suficientes.
- Estrés celular: Si la célula está bajo estrés, el crecimiento celular se detendrá. Por ejemplo, luz ultravioleta puede estresar las células y provocar una activación del punto de control de la fase G2 / M, deteniendo el ciclo celular.
Saliendo de la Fase G2
Una vez que se ha pasado el punto de control G2, la célula puede prepararse para la mitosis. La primera etapa de la mitosis es la profase, durante la cual tienen lugar los preparativos para la migración de los cromosomas a los extremos opuestos de la célula. A medida que la célula abandona la fase G2, se liberan proteínas que promueven las funciones de mitosis.
La célula inicia el proceso de división.
Las funciones clave que se llevan a cabo cuando la célula abandona G2 son iniciadas por un complejo proteico llamado MPF o el factor promotor de la mitosis. Una vez que las primeras funciones de la mitosis están en marcha, el MPF se neutraliza.
En este punto, los husos de la mitosis han comenzado a formarse y la envoltura nuclear ha comenzado a degradarse. El ADN duplicado tiene la forma de cromatinay se condensa para formar los nuevos cromosomas.
Si bien la fase G2 es un factor importante en el control del crecimiento celular para organismos avanzados, no es esencial para la división celular. Algunas células eucariotas primitivas y algunas células cancerosas pueden pasar directamente de la fase S de la replicación del ADN a la mitosis.
La ausencia de la fase G2 elimina un punto de control que puede usarse para controlar el crecimiento de tejido y ayuda a que algunos cánceres se propaguen rápidamente.
Las células normales de los tejidos de animales avanzados necesitan la fase G2 y su punto de control para garantizar que todas las células del organismo y sus tejidos crezcan de forma coordinada. Cuando una celda sale de la fase G2 y ha pasado con éxito el punto de control correspondiente, un división celular exitosa con dos células hijas funcionales se vuelve mucho más probable.