¿Qué es la citocinesis y cómo se produce?
La citocinesis es el proceso de partición del citoplasma de una célula que da como resultado dos células hijas durante el proceso de división celular. Se da tanto en la mitosis como en la meiosis y es común en las células animales.
En el caso de algunas plantas y hongos, la citocinesis no tiene lugar, pues estos organismos nunca dividen su citoplasma. El ciclo de la reproducción celular culmina con la partición del citoplasma por medio del proceso de citocinesis.
En una célula animal típica, la citocinesis se da durante el proceso de mitosis, sin embargo, pueden existir algunos tipos de células como los osteoclastos que pueden pasar por el proceso de mitosis sin que tenga lugar la citocinesis.
El proceso de citocinesis se inicia durante la anafase y concluye durante la telofase, llevándose a cabo por completo en el momento en el que la siguiente interface inicia.
El primer cambio visible de la citocinesis en las células animales se hace evidente cuando un surco de división aparece en la superficie celular. Este surco rápidamente se hace más pronunciado y se expande alrededor de la célula hasta que la parte completamente por el medio.
En las células animales y muchas células eucarióticas, la estructura que acompaña el proceso de citocinesis se conoce como “anillo contráctil”, un conjunto dinámico compuesto de filamentos de actina, filamentos de miosina II y muchas proteínas estructurales y reguladoras. Se instala debajo de la membrana plasmática de la célula y se contrae para dividirla en dos partes.
El problema más grande que debe enfrentar una célula que pasa por el proceso de citocinesis es el aseguramiento de que este proceso ocurra en el momento y lugar adecuado. Ya que, la citocinesis no debe ocurrir de manera temprana durante la fase de mitosis o podrá interrumpir la correcta partición de los cromosomas.
Índice del artículo
- 1 Husos mitóticos y división celular
- 2 División asimétrica
- 3 Anillo contráctil
- 4 Distribución de organelos en las células hijas
- 5 Mitosis sin citocinesis
- 6 Referencias
Los husos mitóticos en las células de los animales no se encargan únicamente de separar los cromosomas resultantes, también especifican la ubicación de anillo contráctil y por ende el plano de la división celular.
El anillo contráctil tiene una forma invariable en el plano de la placa de la metafase. Cuando se encuentra en el ángulo correcto, se extiende a lo largo del eje del huso mitótico, asegurando que la división se dé entre los dos sets de cromosomas separados.
La parte del huso mitótico que especifica el plano de la división puede variar dependiendo del tipo de célula. La relación entre los micro túbulos del huso y la ubicación del anillo contráctil ha sido ampliamente estudiada por los científicos.
Estos han manipulado huevos fertilizados de animales vertebrados marinos con el propósito de observar la velocidad con la que aparecen los surcos en las células sin que el proceso de crecimiento sea interrumpido.
Cuando el citoplasma es claro, el huso puede ser más fácilmente visto, así como el momento en tiempo real en el que este se ubica en una nueva posición en el estado de anafase temprana.
En la mayoría de las células, la citocinesis se da de forma simétrica. En la mayoría de animales, por ejemplo, el anillo contráctil se forma alrededor de la línea del ecuador de la célula madre, para que las dos células hijas resultantes tengan el mismo tamaño y propiedades similares.
Esta simetría es posible gracias a la ubicación del huso mitótico, el cual tiende a centrarse en el citoplasma con la ayuda de los micro túbulos astrales y las proteínas que los halan de un lado a otro.
Dentro del proceso de citocinesis existen muchas variables que deben funcionar de manera sincrónica para que éste sea exitoso. Sin embargo, cuando una de estas variables cambia, las células se pueden dividir de forma asimétrica, produciendo dos células hijas de diferente tamaño y con un contenido citoplasmático disímil.
Usualmente, las dos células hijas están destinadas a desarrollarse de manera diferente. Para que esto sea posible, la célula madre debe segregar algunos componentes determinantes del destino a un lado de la célula y luego ubicar el plano de división para que la célula hija indicada herede estos componentes en el momento de la división.
Para posicionar la división de manera asimétrica, el huso mitótico debe ser movido de manera controlada dentro de la célula que está a punto de dividirse.
Aparentemente, este movimiento del huso es dirigido por cambios en zonas regionales de la corteza celular y por las proteínas localizadas que ayudan a desplazar uno de los polos del huso con la ayuda de los micro túbulos astrales.
En la medida en la que los micro túbulos astrales se hacen más largos y menos dinámicos en su respuesta física, el anillo contráctil comienza a crearse debajo de la membrana plasmática.
Sin embargo, gran parte de la preparación para la citocinesis ocurre más temprano en el proceso de mitosis, incluso antes de que el citoplasma comience a dividirse.
Durante la interface, los filamentos de actina y miosina II se combinan y forman una red cortical, e incluso en algunas células, generan grandes haces citoplasmáticos llamados fibras de estrés.
En la medida en la que una célula inicia el proceso de mitosis, estos arreglos se desarman y gran parte de la actina es reorganizada y los filamentos de miosina II son liberados.
En la medida en la que las cromátidas se separan durante la anafase, la miosina II empieza a acumularse rápidamente para crear el anillo contráctil. Incluso, en algunas células, es necesario usar proteínas de la familia de las quinasas para regular la composición tanto del huso mitótico como del anillo contráctil.
Cuando el anillo contráctil está completamente armado, contiene muchas proteínas diferentes a la actina y la miosina II. Las matrices superpuestas de los filamentos de actina y miosina II bipolar generan la fuerza necesaria para dividir el citoplasma en dos partes, en un proceso similar al que realizarían las células musculares lisas.
Sin embargo, la manera en la que el anillo contráctil se contrae es todavía un misterio. Aparentemente, no opera por cuenta de un mecanismo de cordón con filamentos de actina y miosina II desplazándose el uno encima del otro, como lo harían los músculos esqueléticos.
Ya que, cuando el anillo se contrae, conserva su misma rigidez durante todo el proceso. Esto significa que el número de filamentos disminuye en la meda en la que el anillo se cierra.
El proceso de mitosis debe asegurar que cada una de las células hijas reciba la misma cantidad de cromosomas. Sin embargo, cuando una célula eucariótica se divide, cada célula hija debe heredar también una serie de componentes celulares esenciales, incluyendo los organelos encerrados dentro de la membrana celular.
Los organelos celulares como la mitocondria y los cloroplastos no se pueden generar espontáneamente a partir de sus componentes individuales, únicamente pueden surgir del crecimiento y la división de los organelos preexistentes.
De igual manera, las células no pueden fabricar un nuevo retículo endoplásmico, a menos que parte de éste se encuentre presente dentro de la membrana celular.
Algunos organelos como la mitocondria y los cloroplastos se encuentran presentes de forma numerosa dentro de la célula madre, con el fin de asegurar que las dos células hijas los hereden satisfactoriamente.
El retículo endoplásmico durante el periodo de interface celular se encuentra de manera continua junto con la membrana celular y es organizada por el micro túbulo citoesquelético.
Tras entrar en fase de mitosis, la reorganización de los micro túbulos libera al retículo endoplásmico, el cual se fragmenta en la medida en la que el envoltorio del núcleo también se rompe. El aparato del Golgi probablemente también se fragmenta, aunque en algunas células parece que se distribuyera por el retículo para posteriormente emerger en la telofase.
Aunque la división celular usualmente es seguida de la división del citoplasma, existen algunas excepciones. Algunas células pasan por varios procesos de división celular sin que el citoplasma sea partido.
Por ejemplo, el embrión de la mosca de fruta pasa por 13 etapas de división nuclear antes de que tenga lugar la división citoplasmática, dando como resultado una célula de gran tamaño con hasta 6000 núcleos.
Este arreglo en su mayoría tiene como objetivo acelerar el proceso de desarrollo temprano, ya que las células no tienen que tomarse tanto tiempo para pasar por todas las etapas de división celular que implica la citocinesis.
Después de que esta rápida división nuclear tiene lugar, las células se crean alrededor de cada núcleo en un solo proceso de citocinesis, conocido como celurización. Los anillos contráctiles se forman en la superficie de las células, y la membrana plasmática se extiende hacia el interior y se ajusta para encerrar a cada núcleo
El proceso de mitosis sin citocinesis también ocurre en algunos tipos de células de mamíferos, como los osteoclastos, trofoblastos, y algunos hepatocitos y células del músculo cardíaco. Estas células, por ejemplo, crecen de manera multinuclear, como lo harían las de algunos hongos o la mosca de fruta.
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