Ciclo celular, fases y puntos de control

Ciclo celular, esquema o resumen
Paradais Sphynx/CC BY 2.0

La multiplicación de las unidades anatómicas fundamentales (células) es un factor esencial para el crecimiento y el adecuado funcionamiento de los seres vivientes, para alcanzar esta reproducción, dichas unidades celulares deben realizar lo que se conoce con el nombre de ciclo celular, no sin antes atravesar una secuencia de etapas o eventos de preparación, además de poseer las condiciones y los estímulos necesarios que le permitan llevar a cabo esta acción.

En nuestro artículo abordaremos cada uno de estos pasos, que son indispensables para su replicación, además, describiremos los factores que regulan este ciclo de manera que se pueda realizar de manera correcta, evitando así errores que podrían provocar enfermedades.

¿Qué es el ciclo celular?

Las células como la unidad de vida fundamental debe cumplir con todas las funciones vitales, entre ellas los procesos de reproducción, para ello se llevan a cabalidad varios acontecimientos como copiarse la información genética, la separación de esta carga genética y posterior división celular.

En consecuencia, el ciclo celular hace referencia a todos los procesos y estadios por los que una célula debe pasar desde que inicia su vida como producto de una división, hasta que esta célula generada previamente sufre el mismo evento que la predecesora, es decir, comprende toda la historia de vida reproductora de una célula.

Función del ciclo celular

El fin esencial de la reproducción de estas unidades básicas, es formar otras células que contengan la información genética necesaria que le permita crecer, desarrollarse e inclusive multiplicarse.

El ciclo celular, al abarcar todo el proceso de reproducción celular, se encarga en primer lugar de que el proceso de generación de nuevas células hijas se lleve a cabo, además de que cada una de las unidades formadas tengan la carga genética correspondiente, en donde van incluidas todas las características que le servirán para su especialización, así mismo se encarga de que el proceso se lleve de forma correcta y ordenada cumpliendo con cada una de las correspondientes fases del ciclo, de esta manera se evita en lo posible que se produzcan errores que podrían provocar anomalías o enfermedades que pongan en riesgo la vida del organismo.

¿Cuáles son las fases o etapas por las que atraviesa el ciclo celular?

Como ya se ha mencionado, el proceso de reproducción celular en eucariotas pasa por varias fases, con las cuales se intenta mantener el correcto funcionamiento del proceso, las fases que dividen al ciclo celular son dos principalmente, y cada una de ella contempla varias subdivisiones.

La primera fase se denomina interfase y se considera la más larga entre ellas, la segunda fase lleva por nombre fase mitótica o fase M que es donde ocurre la división celular, a continuación explicaremos cada una de ellas.

1ª Fase o interfase

en esta primera etapa ocurren las preparaciones previas para poder realizar la división celular, en esta interfase suceden procesos de duplicación de ADN y producción de ARN, también hay producción de proteínas como las histonas, se forman y reparten los organelos y estructuras que serán de utilidad para las células hijas, además se observa un incremento paulatino de las proporciones celulares, de manera que le sea posible la división celular. Las etapas que comprenden la interfase son 3 llamados como G1, S y G2.

Fase G1 del ciclo celular

Cuando una célula recibe estímulos que le indican el inicio de todo este proceso de multiplicación, entra en la etapa G1, se denomina con la letra G, por la terminología en inglés gap, que se traduce como espacio; lo que quiere decir que corresponde al primer espacio del ciclo celular. Es en esta etapa donde la célula comienza su aumento de tamaño, se ensamblan aminoácidos para la constitución de proteínas y enzimas que serán necesarias en las próximas etapas, los organelos aumentan de número, al duplicarse, como mitocondrias y centriolos, además, otras estructuras sufren síntesis como microtúbulos y ribosomas.

A pesar de todo ello, las células en esta fase aún no están comprometidas para la división, por lo que este proceso puede revertirse y entrar en una fase de latencia que se denomina G0, en ella las células se mantienen estables y no hay cambios estructurales, condición que dependerá de los estímulos que perciba la célula implicada, de esta manera puede retomar el ciclo o quedarse latente por tiempo indefinido.

Fase S

El siguiente peldaño en el ciclo celular corresponde a una etapa de sintetización de la molécula portadora de la información genética, es decir, del ADN o ácido desoxirribonucleico, denotada con la letra S. Una vez aumenta de tamaño y que las células adquieran las correspondientes estructuras y proteínas necesarias, el ADN que se encuentra en los cromosomas se relaja y se desenrolla, quedando las hebras al descubierto, quienes serán las guías para la síntesis de la biomolécula nueva, dando lugar a dos cromátidas hermanas o hebras que mantienen contacto en el centrómero, por lo tanto, se mantiene el número igualitario de cromosomas, que se encuentran duplicados, aunque unidos, este hecho es fundamental para que se lleve a cabo una división celular.

Fase G2

Pasada la duplicación o síntesis del ADN, comienza el segundo espacio o G2, aquí las hebras que se encuentran desenrolladas por el proceso de síntesis comienzan a empaquetarse nuevamente en los cromosomas, se comienza con los preparativos para la división mitótica o meiótica, con la finalización del ensamblaje de las estructuras necesarias para dicho proceso. Además, se lleva a cabo una verificación de que este ADN se encuentre duplicado de manera correcta y no contenga errores ni daños.

2ª Fase o fase M

Esta fase se denomina con la letra M, precisamente porque se lleva a cabo el proceso de la mitosis, es en esta fase donde las cromátidas hermanas que se crearon en la interfase y se encuentran unidas por el centrómero se separan, con el fin de proveer el material genético completo necesario para su funcionamiento a las células hijas que se formaran tras la división celular.

En consecuencia, es en esta fase donde tiene lugar la división del núcleo con su material genético y posterior división celular o citocinesis, es preciso tener en cuenta que el proceso de mitosis se divide en varias etapas iniciando con la profase, continuando con la metafase, luego sigue la anafase y finalmente concluye con la telofase.

Puntos de control del ciclo celular

El proceso de reproducción (división celular), constituye una de las funciones vitales que las células llegan a cabo durante su existencia, pero no por esto sucede de manera aislada y desordenada, por el contrario, todos los eventos que se explicaron anteriormente presentan un control estricto que puede estimular o inhibir el proceso replicativo, estos estímulos pueden venir de procesos intracelulares o del medio externo.

El control de este evento se ejecuta mediante un proceso de señalización celular a cargo de proteínas como cinasa, dependiente de ciclina (cdk), inhibidoras de los complejos cdk-ciclinas o inhibidoras de cinasa, y las CIP (proteínas inhibidoras de cdk’s).

Existen tres 3 puntos esenciales en el control que describimos seguidamente.

Punto de control G1/S

Este primer punto de control verifica la integridad del ADN que se va a duplicar y que la célula posea los nutrientes y el tamaño adecuado para el proceso. Precede a la etapa de sintetización de ADN, por lo que si no pasa este control el proceso queda detenido y si lo supera dará inicio a la fase S.

Punto de control G2/M

Tiene su ocurrencia en G2, precediendo a la fase M, lo que en él se corrobora es que el ADN sintetizado se encuentre sin errores y que la célula tenga el tamaño correcto junto con las condiciones externas, de manera que se pueda dividir.

Punto de control del ensamblaje del huso

Este tercer punto de control sucede dentro de la fase M, específicamente durante la alineación y separación cromosómica (metafase y anafase), en él se verifica que todos los cromosomas estén en posición, alineados en el ecuador y que los cinetocoros estén fijados a las fibras del huso mitótico, si esto no fuere así el proceso se retrasa hasta que todo esté en posición.

Referencias

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