Biología (08) · Unidad 8 — Replicación, ciclo celular y división
Mitosis y citocinesis
La mitosis reparte el ADN ya duplicado en dos núcleos idénticos: los cromosomas se condensan (profase), se enganchan al huso y se alinean (metafase), sus cromátidas hermanas se separan hacia los polos (anafase) y se arman dos núcleos nuevos (telofase). Después, la citocinesis parte el citoplasma: en la célula animal con un surco, en la vegetal con una placa.
La explicación
El problema: repartir sin perder nada
Al terminar la fase S, una célula humana tiene 46 cromosomas, y cada uno está duplicado. Ahora tiene que repartirlos de manera que cada hija se lleve exactamente una copia de cada uno: ni uno de más, ni uno de menos. Si una hija se queda sin un cromosoma, le faltan cientos de genes. La mitosis es el mecanismo que hace ese reparto.
Las piezas: cromosoma, cromátidas, centrómero
Un cromosoma es una molécula de ADN, larguísima, con sus proteínas. Después de la replicación, cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas: dos moléculas de ADN idénticas, copia una de la otra, unidas por unas proteínas llamadas cohesinas y, sobre todo, por una zona estrecha, el centrómero. Sobre el centrómero se arma el cinetocoro, el «enganche» donde se pegan los microtúbulos del huso.
Mientras las dos cromátidas siguen unidas, se cuentan como un solo cromosoma. Cuando se separan, cada una pasa a ser un cromosoma por su cuenta.
Contá centrómeros: hay tantos cromosomas como centrómeros. Un cromosoma en forma de X tiene un centrómero y dos cromátidas; un cromosoma en forma de bastón simple, una sola.
Las fases de la mitosis
Prometafase: la envoltura nuclear se fragmenta y los microtúbulos alcanzan los cinetocoros. Cada cromátida hermana queda enganchada a un polo distinto.
Metafase: los cromosomas se alinean en el medio de la célula, en la placa ecuatorial (o metafásica). Es la fase en la que mejor se ven y se cuentan.
Anafase: se cortan las cohesinas, las cromátidas hermanas se separan y cada una es arrastrada hacia un polo. La célula se alarga.
Telofase: en cada polo queda un juego completo de cromosomas; se rearma la envoltura nuclear, reaparece el nucléolo y la cromatina se descondensa.
Lo que se separa en la anafase mitótica son cromátidas hermanas, que son copias idénticas. Por eso los dos núcleos hijos quedan iguales entre sí e iguales al de la célula madre.
Citocinesis: partir el citoplasma
La mitosis reparte el núcleo; la citocinesis parte la célula en dos. Acá la célula animal y la vegetal se comportan distinto, porque la vegetal tiene pared:
Célula vegetal: no puede estrangularse, porque la pared es rígida. En el medio se juntan vesículas del Golgi cargadas de material de pared, guiadas por microtúbulos (el fragmoplasto). Se fusionan y forman la placa celular, que crece desde el centro hacia afuera hasta llegar a la pared vieja.
Hay otra diferencia: las células de las plantas con flor no tienen centríolos, y sin embargo arman un huso igual de eficaz.
Y en las bacterias: fisión binaria
Una bacteria no tiene núcleo, ni huso, ni mitosis. Su cromosoma circular se replica desde un único origen, las dos copias quedan unidas a la membrana en lugares distintos y se alejan a medida que la célula crece. Después se forma un tabique en el medio y la bacteria se parte en dos. Esa división se llama fisión binaria, y puede ser muy rápida: en buenas condiciones, algunas bacterias se dividen cada veinte minutos.
1. ¿Se ve un núcleo con envoltura y la cromatina difusa? Interfase.
2. ¿Cromosomas visibles pero desordenados? Profase (o prometafase, si ya no hay envoltura).
3. ¿Todos en una fila en el medio? Metafase.
4. ¿Dos grupos que se alejan, con forma de V? Anafase.
5. ¿Dos grupos en los extremos, con núcleos que se rearman? Telofase.
En un preparado de punta de raíz de cebolla (2n = 16) se observan cuatro células: la A tiene los cromosomas alineados en el medio; la B, dos grupos de cromosomas que se alejan hacia los extremos; la C, un núcleo con envoltura y cromatina difusa; la D, dos grupos de cromosomas en los extremos y una placa que empieza a formarse en el medio. a) ¿En qué fase está cada una? b) ¿Cuántos cromosomas y cuántas cromátidas tiene la A? c) ¿Cuántos cromosomas hay en total en la B? d) ¿Cuántos cromosomas tendrá cada núcleo hijo de la D?
a) Las fases.
B: dos grupos que se alejan → anafase.
C: núcleo con envoltura y cromatina difusa → interfase (no está en mitosis).
D: dos grupos en los polos y una placa en el medio → telofase, con la citocinesis vegetal empezando.
b) La célula A. En metafase los cromosomas siguen siendo los 16 de la especie, pero cada uno tiene dos cromátidas:
c) La célula B. En anafase las cromátidas hermanas se separaron y cada una cuenta como un cromosoma. Siguen estando en una sola célula:
d) Los núcleos hijos de D. Cada polo recibió un juego completo: 16 cromosomas, cada uno de una sola cromátida, y 2c de ADN. Iguales a la célula madre antes de replicar.
En la mitosis el número de cromosomas de la especie (2n) se mantiene: entra una célula 2n y salen dos células 2n idénticas.
Un investigador trata unas células animales en cultivo con una droga que bloquea la contracción del anillo de actina y miosina, pero que no afecta a los microtúbulos. Las células venían de G1 con 2c. Describí qué se ve al terminar el ciclo, cuántos núcleos tiene cada célula y qué cantidad de ADN hay en cada núcleo y en la célula entera. ¿Pasaría lo mismo en una célula vegetal tratada con esa droga?
Lo que sí ocurre. La droga no toca el ADN ni los microtúbulos. La célula replica en S (pasa de 2c a 4c), entra en mitosis, arma el huso y hace una mitosis normal: profase, metafase, anafase y telofase. Se forman dos núcleos, cada uno con un juego completo de cromosomas.
Lo que no ocurre. Sin anillo contráctil no hay surco: falla la citocinesis. El resultado es una sola célula con dos núcleos.
Este experimento muestra que mitosis y citocinesis son procesos distintos y se pueden separar. En el organismo también pasa: hay células con varios núcleos, como algunas del hígado o las fibras del músculo esquelético (aunque éstas se forman sobre todo por fusión de células).
La célula vegetal. Su citocinesis no depende del anillo contráctil: la arma la placa celular, con vesículas del Golgi guiadas por los microtúbulos del fragmoplasto. Una droga que sólo bloquea el anillo de actina y miosina, en principio, no le impediría dividirse. Una droga contra los microtúbulos, en cambio, la afectaría dos veces: sin huso y sin fragmoplasto.
Para predecir el efecto de una droga, preguntá qué estructura toca y en qué etapa se usa esa estructura.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que en la anafase mitótica se separan los cromosomas homólogos. Se separan las cromátidas hermanas; los homólogos se separan sólo en la anafase I de la meiosis.
- Contar mal en la anafase: mientras las cromátidas se separan, cada una ya es un cromosoma. Una célula humana en anafase tiene 92 cromosomas, aunque siga siendo una sola célula.
- Pensar que la célula vegetal se divide con un surco. Su pared no se puede estrangular: arma una placa celular desde el centro hacia afuera.
- Confundir mitosis con citocinesis. La mitosis reparte el núcleo; la citocinesis, el citoplasma. Pueden ir desacopladas: si no hay citocinesis, queda una célula con dos núcleos.
- Creer que las bacterias hacen mitosis. No tienen núcleo ni huso: se dividen por fisión binaria.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Mitosis y citocinesis →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Una especie con 2n = 815 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 8
Replicación, ciclo celular y división