Una célula se reproduce partiéndose en dos. Antes copia todo su ADN, letra por letra, y después entrega una copia completa a cada célula hija. Ese recorrido sigue un orden fijo de fases, el ciclo celular, con controles que lo detienen si algo sale mal.
Las células nuevas salen siempre de células que ya existían. Nunca aparecen de la nada. Una célula duplica su material genético y se divide en dos células hijas, cada una con el mismo juego de cromosomas que tenía la original: eso es la división celular.
Esquema · ciclo
Toda célula nace al final de la división de otra. Desde ese instante recorre una secuencia de etapas que termina cuando ella misma se divide. Esa secuencia es el ciclo celular: cuatro fases en un orden que no cambia, G1, S, G2 y M.
Las tres primeras forman la interfase, el periodo en que la célula no se está dividiendo. No está quieta. En la fase G1, cuya letra viene del inglés gap, «intervalo», la célula crece. Es la fase de duración más variable: una célula humana puede pasar en ella un par de horas o muchos días.
Después llega la fase S, de síntesis, donde la célula copia su ADN, la molécula que guarda sus instrucciones. El ADN está repartido en piezas llamadas cromosomas: una célula del cuerpo humano tiene 46, organizados en 23 parejas, por lo que el ser humano es diploide. Los óvulos y los espermatozoides llevan solo 23.
Copiar ese ADN es un trabajo de escala difícil de imaginar. Si se pusieran en fila los 46 cromosomas de un solo núcleo, medirían unos dos metros, con un grosor de apenas 2 nanómetros. La célula que los contiene mide unos 10 micrómetros. El ADN cabe porque se enrolla. Primero se enreda alrededor de unas proteínas, las histonas, y queda unas siete veces más corto; luego ese collar se pliega en una fibra de 30 nanómetros y el cromosoma queda unas 50 veces más corto que estirado.
Al terminar la fase S, cada cromosoma tiene a su lado una copia exacta, unida a él: cada una de las dos mitades es una cromátida hermana. Una célula humana pasa así a tener 92 cromátidas. La fase S suele durar entre 8 y 10 horas, y le sigue la fase G2, de unas 5 horas, el último tramo antes de dividirse.
La fase M es la división propiamente dicha y en una célula humana típica dura entre 1 y 2 horas. Empieza con la mitosis, el reparto del ADN copiado, que pasa por cuatro etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Para repartir las cromátidas, la célula construye el huso mitótico, un andamio de microtúbulos, tubos finísimos de proteína. En células animales hay tres tipos. Los cinetocóricos se enganchan al cinetocoro, el punto de anclaje de cada cromosoma; entre 20 y 30 de ellos se agrupan en un haz. Los astrales, cerca de los polos, orientan el huso. Los interpolares no tocan los cromosomas.
En la metafase, las cromátidas hermanas se alinean en el centro de la célula, en la llamada placa metafásica. Ya condensadas, miden alrededor de 1 micrómetro de diámetro y se ven con un microscopio óptico corriente. En la anafase, que dura pocos minutos, cada pareja se separa y una cromátida viaja hacia cada polo.
Falta partir la célula. Esa última etapa es la citocinesis. En los animales, un anillo contráctil hecho de actina y miosina, las mismas proteínas que mueven los músculos, estrangula la célula por la mitad; esa banda alrededor del centro es el surco de división. En las plantas, que tienen una pared rígida, se construye una pared nueva entre las dos hijas.
Nada de esto avanza a ciegas. El ciclo tiene puntos de control, momentos en que recibe la señal de seguir o de detenerse. En el de G1, la célula debe estar lista para copiar su ADN. En el de metafase se comprueba que todas las cromátidas estén bien enganchadas al huso y alineadas; si alguna no lo está, se impide que empiece la anafase.
Quienes empujan el ciclo son dos familias de moléculas. Las ciclinas se unen a unas enzimas llamadas CDK, quinasas dependientes de ciclina, y las encienden. Una CDK activa fosforila otras proteínas, les añade un grupo fosfato que cambia su comportamiento, y así hace pasar la célula a la fase siguiente. Para frenar, los puntos de control inhiben las CDK o hacen que se destruyan las ciclinas.
Hay además una salida del ciclo: la fase G0, una fase de reposo en la que la célula deja de avanzar hacia la división.
Esquema · bifurcación
Las neuronas. Las células nerviosas dejan de dividirse de forma permanente: se consideran detenidas en G0. Ese caso enseña algo simple, no todas las células del cuerpo se reponen copiándose a sí mismas; la capacidad de dividirse depende del tipo de célula.
Una célula humana a punto de dividirse. Tras la fase S guarda 92 cromátidas, el doble de sus 46 cromosomas. La mitosis las separa por parejas y cada hija recibe 46, una copia de cada. La célula que sustituye a otra lleva así la misma información genética que su madre.
Cuando la división se descontrola. Si unas células anómalas siguen dividiéndose sin freno, pueden dañar los tejidos de alrededor, extenderse a otras partes del cuerpo y llegar a causar la muerte. Hay un caso concreto: el fallo del punto de control del huso. Las cromátidas se separan antes de tiempo, quedan cromosomas rezagados o puentes entre ellos, y aparece una inestabilidad cromosómica asociada al cáncer. Ahí se ve para qué sirven los controles.
Creer que las cromátidas hermanas son una pareja de cromosomas homólogos. Las cromátidas hermanas son un cromosoma y su copia exacta, unidos durante la mitosis. Los homólogos son los dos cromosomas de una misma pareja, uno heredado de cada progenitor. Se parecen mucho, aunque no son idénticos.
Pensar que la interfase es un descanso. Es el tiempo en que la célula no se divide, pero en él crece y copia todo su ADN. La fase de reposo es otra, la G0.
Suponer que copiar el ADN lleva siempre a tener dos células. No siempre. La mitosis puede ocurrir sin citocinesis, y entonces se forman células con varios núcleos. Muchas células vegetales entran además en el endociclo, en el que replican su ADN sin dividirse, a menudo para resistir condiciones adversas.
Comparación
| Aspecto | Cromátidas hermanas | Cromosomas homólogos |
|---|---|---|
| Origen | Copia exacta hecha en la fase S | Uno heredado de cada progenitor |
| Cuándo aparecen | Tras duplicar el ADN, antes de la mitosis | Existen desde la fertilización, como pareja |
| Identidad genética | Idénticas entre sí | Parecidas pero no idénticas |
| Qué separa la división | La mitosis las separa en la anafase | La meiosis I las separa primero |
¿En qué fase del ciclo copia la célula su ADN y cuánto suele durar?
En la fase S, que en una célula humana típica dura entre 8 y 10 horas.
¿Cuántas cromátidas tiene una célula humana justo después de la fase S y por qué?
Tiene 92, porque cada uno de sus 46 cromosomas se ha duplicado y está unido a su copia exacta.
¿Qué comprueba el punto de control de metafase?
Que todas las cromátidas hermanas estén bien enganchadas a los microtúbulos del huso y alineadas en el centro de la célula antes de separarse.
¿En qué se diferencia la citocinesis de una célula animal de la de una vegetal?
En la animal, un anillo contráctil de actina y miosina estrangula la célula; en la vegetal se construye una pared nueva entre las dos hijas.
¿Por qué no todas las células del cuerpo se reemplazan dividiéndose?
Porque algunas, como las neuronas, han dejado de dividirse para siempre y permanecen en la fase G0.
Datos de estudios de laboratorio en condiciones controladas. No son pautas de uso ni consejos de salud para personas, animales u objetos. Si tienes un problema de salud, consulta a un profesional.
Universitario · En inglés
N. Shaun B. Thomas
Garland Science, 1995
El libro reúne aportaciones de distintos especialistas sobre los mecanismos moleculares que regulan la división celular y la apoptosis, y cómo su alteración puede derivar en cáncer. Aborda el tema desde la biología celular y molecular hasta el diseño de nuevos fármacos, combinando varias disciplinas.
Universitario · En inglés
T. S. Work, Marc Hubert Victor van Regenmortel y otros
Elsevier Science, 2000
Reúne métodos empleados en la investigación de la metástasis, con protocolos tanto in vivo como in vitro. Cada técnica se explica según su papel en el proceso metastásico, señalando su utilidad y sus límites. Incluye alternativas para distintos problemas experimentales, pensado como guía práctica para investigadores.
Universitario · En inglés
Jacek Z. Kubiak
Springer, 2011
El libro analiza cómo se modifica el ciclo celular clásico durante el desarrollo embrionario para cumplir funciones específicas en cada etapa. Recorre ejemplos desde gusanos hasta humanos, desde el óvulo sin fecundar hasta el envejecimiento, incluyendo cambios en neuronas de cerebros de edad avanzada.
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J. Crocker
Blackwell Science, 1993
Repasa los métodos de patología usados para evaluar la proliferación celular en linfomas, considerando tamaño del tumor, velocidad de crecimiento y ritmo de multiplicación celular. Describe brevemente las técnicas empleadas y su relación con el diagnóstico y el pronóstico de la enfermedad.
Recurso educativo · Introducción · En inglés
genome.gov
Glosario del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NIH) con definiciones de términos genómicos y genéticos, como el ciclo celular, acompañadas de explicaciones narradas.
