¿Cómo se dan los mecanismos de la herencia a través del ciclo celular?
Los mecanismos de la herencia son los que controlan el paso de los genes o de las características genéticas de los padres hacia los hijos y se dan, a través del ciclo celular, durante las etapas correspondientes a la mitosis y a la meiosis.
Todos los organismos están compuestos por células y la teoría celular propone que cada célula nace de otra célula que ya existe, de la misma manera que un animal solo puede nacer de otro animal, una planta de otra planta y así sucesivamente.
Los pasos por medio de los cuales una célula nueva nace de otra célula componen lo que se conoce como ciclo celular, que es el proceso más importante para la reproducción de los seres vivos, de los unicelulares y de los pluricelulares.
Durante el ciclo celular las células “copian” toda la información en su interior, que se encuentra en forma de una molécula especial llamada ácido desoxirribonucleico o ADN, para pasársela a la nueva célula que se formará; entonces, el ciclo celular es todo lo que ocurre entre una división y la siguiente.
A través del ciclo celular, los seres unicelulares cuando se dividen producen un individuo completo, mientras que las células de los organismos pluricelulares tienen que dividirse muchas veces para formar los tejidos, órganos y sistemas que conforman, por ejemplo, a los animales y las plantas.
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Los organismos pluricelulares poseen dos tipos de células: las células somáticas y los gametos o las células sexuales. Las células somáticas se multiplican por mitosis y las sexuales por meiosis.
Los procariotas y los organismos eucariotas más simples se reproducen por mitosis, pero los eucariotas “superiores” se reproducen sexualmente gracias a la meiosis.
Las células somáticas son las que se dividen en un organismo para producir las células que formarán todo su cuerpo, por ello, cuando esto ocurre, es necesario que se copie fielmente toda la información en su interior, para que pueda formarse otra célula idéntica y esto ocurre por el ciclo celular, que tiene cuatro fases:
- Fase M
- Fase G1
- Fase S
- Fase G2
La fase M (M= mitosis) es la más importante del ciclo celular y en ella ocurren la mitosis y la citocinesis, que son, respectivamente, la copia del material genético (división nuclear) y la separación o división de las células que resultan (la célula “madre” y la célula hija).
La interfase es el período entre una fase M y la otra. Durante este tiempo, que comprende todas las otras fases nombradas arriba, la célula solo crece y se desarrolla, pero no se divide.
La fase S (S= síntesis) consiste en la síntesis y la duplicación del ADN que se organiza en forma de cromosomas dentro del núcleo (un orgánulo muy importante que se encuentra en el interior de las células eucariotas).
La fase G1 (G= gap o intervalo) es el tiempo que transcurre entre la fase M y la fase S, y la fase G2 es el tiempo entre la fase S y la siguiente fase M. En estas dos etapas del ciclo las células siguen creciendo y preparándose para dividirse.
El ciclo celular es regulado principalmente a nivel de las fases de intervalos (las fases G1 y G2), ya que todo debe estar en buenas condiciones para que la célula se divida (cantidad de nutrientes, factores estresantes, y otros).
Entonces, es durante la mitosis que una célula le hereda a su hija todo lo necesario para “ser” célula, y eso se encuentra en la copia de sus cromosomas completos. Si se cuenta la citocinesis, la mitosis se divide en 6 etapas: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis.
1-El ADN se copia durante la fase S del ciclo celular y durante la profase estas copias se condensan o se hacen visibles dentro del núcleo como cromosomas. En esta etapa también se forma el sistema de “tubos” o “cables” que servirá para separar las copias de las moléculas “originales” (el huso mitótico).
2-La membrana del núcleo, donde están los cromosomas, se desintegra durante la prometafase, y cuando esto sucede, entonces los cromosomas entran en contacto con el huso mitótico.
3-Antes de separar los cromosomas copia de los originales, estos se alinean en el centro de las células en una fase conocida como la metafase.
4-En la anafase es cuando se separan los cromosomas duplicados, unos hacia un polo de la célula y los otros hacia el otro, y eso se conoce como “segregación” de los cromosomas.
5-Después de su duplicación y su separación, dentro de la célula que se está por dividir se forman dos núcleos son cada juego de cromosomas en un período conocido como la telofase.
6-La citocinesis es cuando el citoplasma y la membrana plasmática de la célula “progenitora” se divide, lo que resulta en dos células independientes.
La mitosis es el mecanismo por el cual se heredan las características en las células somáticas, pero la meiosis es la que forma las células sexuales, que son las responsables del paso de la información de un individuo pluricelular completo a otro a través de la reproducción sexual.
Las células somáticas son producidas por divisiones mitóticas de una célula especial: el cigoto, que es el producto de la unión entre dos células sexuales (gametos) provenientes de la “línea germinal”, producidas por meiosis y que provienen de dos individuos distintos: una madre y un padre.
En el ciclo celular de las células de la línea germinal, la meiosis consiste en dos divisiones celulares, que se llaman meiosis I (reduccional) y meiosis II (similar a la mitosis). Cada una está dividida en profase, metafase, anafase y telofase. La profase de la meiosis I (profase I) es la más compleja y larga.
1-Durante la profase I, los cromosomas se condensan y se mezclan entre sí (se recombinan) en las células de cada parental que entran en meiosis.
2-En la metafase I desaparece la membrana nuclear y los cromosomas se alinean en el centro de la célula.
3-Al igual que en la anafase mitótica, durante la anafase I de la meiosis los cromosomas se separan hacia los polos opuestos de la célula.
4-La telofase I consiste, en ciertos organismos, en la reconstrucción de la membrana nuclear y en la formación de una nueva membrana entre las células resultantes, que tienen la mitad del número de cromosomas que la célula original (haploides).
5-La meiosis II comienza inmediatamente y en la profase II se observan los cromosomas condensados. Durante la metafase II estos se ubican en la mitad de la célula, igual que en la mitosis.
6-Los cromosomas se separan hacia ambos polos de la célula durante la anafase II, gracias a los componentes del huso mitótico, y durante la telofase II se forman los núcleos nuevos y se separan las 4 células hijas (gametos).
Cada gameto que se produce por meiosis contiene una combinación de todo el material genético del organismo de donde salió, sólo que en una sola copia. Cuando se fusionan dos gametos de organismos diferentes (los progenitores), ese material se mezcla y se restablecen las dos copias, pero una de un parental y otra del otro.
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