¿De Dónde Provienen Las Células?
Imagen 3D de una célula de ratón en las etapas finales de división celular (telofase). (Imagen de Lothar Schermelleh)
A veces te muerdes accidentalmente el labio o la piel de la rodilla, pero en cuestión de días la herida se cura. ¿Es magia? O, ¿hay otra explicación?
Cada día, cada hora, cada segundo uno de los eventos más importantes de la vida está sucediendo en su cuerpo: las células se están dividiendo. Cuando las células se dividen, crean nuevas células. Una sola célula se divide para hacer dos células y estas dos células se dividen para hacer cuatro células, y así sucesivamente. Llamamos a este proceso «división celular» y «reproducción celular», porque se forman nuevas células cuando las células viejas se dividen. La capacidad de las células para dividirse es única para los organismos vivos.
¿Por Qué Se Dividen las Células?
Las células se dividen por muchas razones. Por ejemplo, cuando le quitan la piel a la rodilla, las células se dividen para reemplazar las células viejas, muertas o dañadas. Las células también se dividen para que los seres vivos puedan crecer. Cuando los organismos crecen, no es porque las células se están haciendo más grandes. Los organismos crecen porque las células se dividen para producir más y más células. En los cuerpos humanos, casi dos billones de células se dividen cada día.
Vea cómo las células se dividen en este video de lapso de tiempo de una célula animal (arriba) y una célula de la bacteria E. coli (abajo). El video comprime 30 horas de división celular mitótica en unos pocos segundos. (Video del Instituto Nacional de Genética)
¿Cuántas Células Hay en Su Cuerpo?
Tú y yo empezamos como una sola célula, o lo que llamaríamos un huevo. Para cuando seas adulto, tendrás billones de células. Ese número depende del tamaño de la persona, pero los biólogos sitúan ese número alrededor de 37 billones de células. Sí, eso es un billón con una «T».
¿Cómo Saben las Células Cuándo Dividirse?
En la división celular, la célula que se está dividiendo se llama célula «madre». La célula madre se divide en dos células «hijas». El proceso se repite en lo que se llama el ciclo celular.
División celular de células pulmonares cancerosas (Imagen de NIH)
Las células regulan su división comunicándose entre sí mediante señales químicas de proteínas especiales llamadas ciclinas. Estas señales actúan como interruptores para indicar a las células cuándo comenzar a dividirse y luego cuándo dejar de dividirse. Es importante que las células se dividan para que usted pueda crecer y para que sus cortes sanen. También es importante que las células dejen de dividirse en el momento adecuado. Si una célula no puede dejar de dividirse cuando se supone que debe detenerse, esto puede conducir a una enfermedad llamada cáncer.
Algunas células, como las células de la piel, se dividen constantemente. Necesitamos fabricar continuamente nuevas células de la piel para reemplazar las células de la piel que perdemos. ¿Sabías que perdemos de 30.000 a 40.000 células muertas de la piel cada minuto? Eso significa que perdemos alrededor de 50 millones de células cada día. Esto es una gran cantidad de células de la piel para reemplazar, lo que hace que la división celular en las células de la piel sea muy importante. Otras células, como las nerviosas y las cerebrales, se dividen con mucha menos frecuencia.
Cómo se dividen las células
Dependiendo del tipo de célula, hay dos formas de dividir las células: mitosis y meiosis. Cada uno de estos métodos de división celular tiene características especiales. Una de las diferencias clave en la mitosis es que una sola célula se divide en dos células que son réplicas entre sí y tienen el mismo número de cromosomas. Este tipo de división celular es bueno para el crecimiento básico, la reparación y el mantenimiento. En la meiosis, una célula se divide en cuatro células que tienen la mitad del número de cromosomas. Reducir el número de cromosomas a la mitad es importante para la reproducción sexual y proporciona diversidad genética.
División celular de la mitosis
La mitosis es la forma en que se dividen las células somáticas o no reproductivas. Las células somáticas constituyen la mayoría de los tejidos y órganos del cuerpo, como la piel, los músculos, los pulmones, el intestino y las células ciliadas. Las células reproductoras (como los huevos) no son células somáticas.
En la mitosis, lo importante es recordar que cada una de las células hijas tiene los mismos cromosomas y ADN que la célula madre. Las células hijas de la mitosis se llaman células diploides. Las células diploides tienen dos juegos completos de cromosomas. Dado que las células hijas tienen copias exactas del ADN de su célula madre, no se crea diversidad genética a través de la mitosis en las células sanas normales.
La división celular de mitosis crea dos células diploides hijas genéticamente idénticas. Los pasos principales de la mitosis se muestran aquí. (Imagen de Mysid de Science Primer y Centro Nacional de Información Biotecnológica)
El Ciclo Celular de Mitosis
Antes de que una célula comience a dividirse, está en la «Interfase.»Parece que las células deben dividirse constantemente (recuerde que hay 2 billones de divisiones celulares en su cuerpo todos los días), pero cada célula en realidad pasa la mayor parte de su tiempo en la interfase. La interfase es el período en el que una célula se prepara para dividirse e iniciar el ciclo celular. Durante este tiempo, las células están reuniendo nutrientes y energía. La célula madre también está haciendo una copia de su ADN para compartir por igual entre las dos células hijas.
El proceso de división de mitosis tiene varios pasos o fases del ciclo celular—interfase, profase, prometafase, metafase, anafase, telofase y citocinesis—para producir con éxito las nuevas células diploides.
El ciclo celular de mitosis incluye varias fases que dan como resultado dos nuevas células hijas diploides. Cada fase se resalta aquí y se muestra mediante microscopía de luz con fluorescencia. Haga clic en la imagen para obtener más información sobre cada fase. (Imagen de OpenStax College con obras modificadas de Mariana Ruiz Villareal, Roy van Heesheen y el Wadsworth Center.)
Cuando una célula se divide durante la mitosis, algunos orgánulos están divididos entre las dos células hijas. Por ejemplo, las mitocondrias son capaces de crecer y dividirse durante la interfase, por lo que cada una de las células hijas tiene suficiente mitocondria. El aparato de Golgi, sin embargo, se descompone antes de la mitosis y se vuelve a ensamblar en cada una de las nuevas células hijas. Muchos de los detalles sobre lo que sucede con los orgánulos antes, durante y después de la división celular se están investigando actualmente. (Puede leer más sobre las partes celulares y los orgánulos haciendo clic aquí.)
División celular de la meiosis
La meiosis es la otra forma principal de división de las células. La meiosis es una división celular que crea células sexuales, como óvulos femeninos o espermatozoides masculinos. ¿Qué es importante recordar acerca de la meiosis? En la meiosis, cada célula nueva contiene un conjunto único de información genética. Después de la meiosis, los espermatozoides y los óvulos pueden unirse para crear un nuevo organismo.
La meiosis es la razón por la que tenemos diversidad genética en todos los organismos que se reproducen sexualmente. Durante la meiosis, una pequeña porción de cada cromosoma se rompe y se vuelve a unir a otro cromosoma. Este proceso se denomina «cruce» o «recombinación genética».»La recombinación genética es la razón por la que los hermanos completos hechos de óvulos y espermatozoides de los mismos dos padres pueden verse muy diferentes entre sí.
El ciclo celular de la meiosis tiene dos etapas principales de división: Meiosis I y Meiosis II. El resultado final de la meiosis son cuatro células hijas haploides que contienen información genética diferente entre sí y de la célula madre. Haga clic para obtener más detalles. (Imagen del Manual Científico del Centro Nacional de Información Biotecnológica.)
El Ciclo Celular de la Meiosis
La meiosis tiene dos ciclos de división celular, convenientemente llamados Meiosis I y Meiosis II. La meiosis I reduce a la mitad el número de cromosomas y también ocurre cuando ocurre el cruce. La meiosis II reduce a la mitad la cantidad de información genética en cada cromosoma de cada célula. El resultado final son cuatro células hijas llamadas células haploides. Las células haploides solo tienen un conjunto de cromosomas, la mitad del número de cromosomas que la célula madre.
Antes de que comience la meiosis I, la célula pasa por una interfase. Al igual que en la mitosis, la célula madre utiliza este tiempo para prepararse para la división celular al reunir nutrientes y energía y hacer una copia de su ADN. Durante las siguientes etapas de la meiosis, este ADN se cambiará durante la recombinación genética y luego se dividirá entre cuatro células haploides.
Así que recuerda, la mitosis es lo que nos ayuda a crecer y la meiosis es la razón por la que todos somos únicos.
Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. Una estimación del número de células en el cuerpo humano. Consultado el 14 de marzo de 2014 en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.
Vídeo original de células animales y células de E. Coli del Instituto Nacional de Genética a través de Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Movie_4._Cell_division.ogv