Fase M: ¿Qué sucede en esta fase del ciclo celular?

Las células son las unidades fundamentales de la vida, siendo las entidades más irreductibles que retienen todas las propiedades básicas de los seres vivos, como la actividad metabólica y un medio de reproducción. Así como los organismos completos progresan a través de su propia versión de un ciclo de vida - nacimiento, maduración, reproducción, envejecimiento y muerte - las células individuales tienen un ciclo de vida propio, apropiadamente denominado el ciclo de vida. ciclo celular.

(Hay que señalar que algunos seres vivos están formados únicamente por una sola célula, lo que hace que el "ciclo de vida" y el "ciclo celular" se superpongan completamente para estos organismos).

Las células de los organismos complejos no viven tanto como las criaturas en las que existen. El ciclo de vida celular es generalmente más predecible y más fácil de separar en componentes bastante distintos que el arco de vida de un animal moderadamente complejo.

Estas etapas incluyen interfase y el Fase M, cada uno de los cuales incluye una serie de subestaciones. La fase M abarca

Incluso el activo más formidable volcanes pasan mucho más tiempo inactivos que en erupción, pero nadie presta mucha atención a los períodos de inactividad. En cierto sentido, las células son así: la mitosis es, con mucho, la parte más ajetreada y dramática del ciclo celular, pero la célula en realidad pasa la mayor parte de su tiempo en interfase. Esta fase en sí incluye GRAMO₁, S y GRAMO₂ etapas.

Una celda recién creada entra en la primera brecha (G₁) fase, durante el cual todo el contenido celular (por ejemplo, mitocondrias, retículo endoplásmico, aparato de Golgi y otros orgánulos) excepto por los cromosomas están duplicados.

En el siguiente fase de síntesis (S), todos los cromosomas de la célula - en humanos, hay 46 - están duplicados (o replicado, para usar el lenguaje de la bioquímica).

En el segundo brecha (G₂) fase, la celda realiza un control de calidad en sí misma, escaneando el contenido replicado en busca de errores y haciendo las correcciones necesarias. La celda luego procede a la Fase M.

• Algunas células de tejidos en los que la proliferación y el recambio son bajos, como el hígado, pasan largos períodos de tiempo en una fase etiquetada GRAMO₀, con esta "rampa de salida" del ciclo típico que ocurre justo después de que se completa la mitosis.

Durante la interfase, la celda crece al tamaño que necesita para dividirse, haciendo copias de sus diversos elementos en distintos pasos a lo largo del camino. El final de la G₁ La fase está señalada por una proteína, que marca lo que se llama una G₁ control.

Una G similar₂ El punto de control marca el inicio de la fase M. No hay S₁ punto de control, sin embargo. En algunas celdas, la fase S se ejecuta directamente en la fase M.

Cuando la célula no dedica tiempo a comprobar su funcionamiento en un G programado₂ fase, el evento que precede directamente a la fase M es la replicación del ADN (la replicación de los cromosomas) en la fase S. De lo contrario, una G₂ fase de longitud variable ocupa el punto en el ciclo celular justo antes de que comience la mitosis.

La mitosis es un proceso que ocurre en células eucariotas (por ejemplo, células vegetales, células de mamíferos y las de otros animales, protistas y hongos) y da como resultado la producción de dos células hijas de una célula madre, siendo las células hijas genéticamente idénticas a la madre y entre sí.

Por tanto, es asexual, contrastando con mitosis, un tipo de división celular que tiene lugar en ciertas células de las gónadas e implica hacer malabarismos y barajar material genético. Su contraparte en el mundo procariota es fisión binaria. En la mayoría de las células animales, el proceso dura aproximadamente una hora, una pequeña fracción de la vida útil de una célula típica.

La palabra "mitosis" significa "hilo", ya que describe la apariencia microscópica de los cromosomas que se están preparando para dividirse y que, por lo tanto, se han condensado en estructuras largas de apariencia lineal. Incluso bajo un microscopio potente, los cromosomas en interfase, que se encuentran difusamente en el núcleo, son muy difíciles de visualizar.

Se cree comúnmente que la mitosis se refiere a la división en mitades iguales de la célula madre. Este no es el caso, ya que la mitosis se refiere solo a eventos dentro del núcleo que involucran cromosomas. La división celular en su conjunto se llama citocinesis, mientras que la división nuclear (incluida la envoltura nuclear) se conoce como cariocinesis.

Clásicamente, los cuatro nombrados etapas de la mitosis incluir, en el orden en que ocurren, profase, metafase, anafase y telofase. Muchas fuentes incluyen una descripción detallada de una quinta fase, prometafase, que es posiblemente distinto tanto de la profase como de la metafase.

Cada una de estas fases tiene sus propias maravillas intrincadas, que se detallarán pronto. Pero a menudo es útil alinear mentalmente cada fase de la mitosis con una breve propaganda sobre lo que implica. Por ejemplo:

• Profase: Se produce condensación cromosómica.
• Prometafase: Los husillos se unen.
• Metafase: Los cromosomas se alinean.
• Anafase: Las cromátidas se separan.
• Telofase: Reformas de membranas.

De todos modos, si un amigo te dice que la fase M tiene cuatro subestaciones y alguien más dice que son cinco, anota esto a las probables diferencias en sus edades (y, por lo tanto, cuando se enteraron de la fase M en la escuela) y considerarlos a ambos derecho.

La aparición de cromosomas condensados ​​marca el inicio de la profase, de la misma manera que la formación de grupos distintos de personas que conversan marca el inicio "oficial" de una reunión social.

Cuando la condensación de la cromatina transforma el material genético en cromosomas completamente formados, las cromátidas hermanas de cada cromosoma replicado se pueden ver unidas en la centrómero entre ellos. El centrómero es el lugar donde un cinetocoro eventualmente se formará en cada cromátida.

También en profase, los dos centrosomas, que se duplicaron en interfase, comienzan a moverse hacia lados opuestos, o polos, de la celda. Al hacerlo, comienzan a ensamblar el huso mitótico, que consiste en fibras del huso hecho de microtúbulos que se extienden desde los polos de la célula hacia el centro y se adhieren a los cinetocoros (entre otras estructuras).

Como probablemente predeciría, las fibras del huso están orientadas paralelas entre sí y perpendiculares a la línea final de división cromosómica.

Además, en muchos eucariotas superiores, la envoltura nuclear se degrada bajo la acción de las enzimas proteína quinasas durante esta fase, y se reconstruirá desde cero al final de la mitosis en la telofase.

Pero en otros organismos, la envoltura nuclear nunca se desmonta formalmente. En cambio, se estira junto con la célula en su totalidad a medida que los cromosomas se separan y se dividen perfectamente a la vez.

Imagínese de pie en un pasillo completamente oscuro, avanzando a tientas hacia un grupo de interruptores de luz que sabe que está allí pero que no puede intuir la posición exacta. Pero realmente quieres un trago de agua de la cocina, así que eres persistente.

Esto se aproxima al comportamiento de las fibras del huso cuando sus extremos "se extienden" y crecen hacia los cromosomas de ambos polos de la célula. "Con la esperanza" de conectarse a los cinetocoros que sirven como locus de conexión de las fibras del huso, se puede ver que parecen sondear el citoplasma, se retraen y sondean un poco más hasta que finalmente golpean a sus objetivos.

En poco tiempo, las fibras del huso a cada lado de la célula se unen al cinetocoro de la cromátida de cada par que se encuentra en el mismo lado de la célula. No hay implicaciones genéticas de esta aleatoriedad porque cada cromátida tiene exactamente el mismo ADN que su hermana.

Luego, las fibras del huso inician un "tira y afloja" en un esfuerzo por finalmente equilibrar sus esfuerzos de una manera que deja los centrómeros de los cromosomas, y por lo tanto los cromosomas mismos, en un tipo lineal de alineación.

Al inicio de metafase, la ruptura de la envoltura nuclear continúa hasta completarse, excepto, por supuesto, en las células que no pierden sus membranas nucleares en absoluto. Pero el paso definitorio de la metafase, que suele ser muy corto, es que los cromosomas se alinean a lo largo del plano que servirá como interfaz de la división cromosómica.

Esta pequeña superficie se llama placa de metafase, y, con la idea de que la celda es como una esfera muy pequeña en mente, la posición de esta placa es a lo largo de la ecuador de la celda.

Es posible que más de un microtúbulo del huso se adhiera a un cinetocoro dado desde el mismo lado, pero por lo menos un microtúbulo de cinetocoro está unido a cada polo. Después de que los microtúbulos se han involucrado en su juego de empujar y tirar durante el tiempo suficiente para llegar a un estado de tensión equilibrada, los cromosomas dejan de moverse y la metafase termina.

En este punto, las fibras del huso pueden terminar en otros dos lugares de la celda además de los cinetocoros. Estos pueden ser polar microtúbulos (también llamados interpolar microtúbulos), que se extienden más allá de los cromosomas alineados y a través del ecuador, casi hasta el origen del huso mitótico opuesto; o astral microtúbulos, que van desde el polo del huso hasta la membrana celular del mismo lado.

Anafase es el componente visualmente más llamativo de la fase M porque implica un movimiento cromosómico rápido cuando los cromosomas replicados se dividen. Esto se logra mediante las cromátidas hermanas en cada conjunto de cromosomas alineados duplicados que son atraídas hacia los polos opuestos de la célula por las fibras del huso.

Esto se hace debido al trabajo de los microtúbulos, pero se ve facilitado por la descomposición de los cohesin proteínas que unen el cinetocoro a las fibras del cinetocoro. En anafase, la célula comienza a estirarse desde una forma aproximadamente esférica (o un círculo, si está mirando una sección transversal) a una forma aproximadamente ovoide (es decir, una elipse).

Anafase puede verse como una característica anafase A, en el que las fibras del huso del cinetocoro separan los cromosomas como se describe, y anafase B, en el que las fibras astrales tiran de los polos aún más lejos del ecuador y, por lo tanto, más lejos entre sí, atrayendo el fibras interpolares más allá de los cromosomas en el mismo lado y engatusarlos ligeramente para el viaje en el mismo lado dirección.

También una anillo contráctil se forma a partir de proteínas de actina justo debajo de la membrana plasmática en anafase; este anillo participa en la "compresión" durante la citocinesis que da como resultado la escisión de la célula completa.

Al comienzo de esta parte de la fase M, los cromosomas en forma de núcleos hijos han alcanzado extremos opuestos de la célula. El huso mitótico, habiendo completado su trabajo, se desmonta; Imagine, digamos, un minúsculo andamio construido a lo largo del costado de un pequeño edificio para permitir que la construcción se desarme, viga por viga, y ya tiene la idea.

Este es realmente un paso de limpieza de la fase M, análogo al epílogo de una novela. La "trama" se resolvió al final de la anafase porque las cromátidas han llegado a donde se suponía que debían viajar, pero antes de que los "personajes" puedan seguir adelante, se requiere algo de limpieza.

En telofase, la membrana nuclear se vuelve a ensamblar y los cromosomas se descomponen. Esto no es precisamente como ejecutar el video de la profase al revés, pero está cerca. En citocinesis, la célula se divide en dos células hijas idénticas, cada una de las cuales se prepara para entrar en la fase G1 y emprender su propio ciclo celular.