Ciclo celular

El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas.

Tanto las células procariotas como los eucariotas tienen ciclos de crecimiento, actividad metabólica, replicación del ADN y división. A esa secuencia ordenada de acontecimientos se la denomina Ciclo Celular. Se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se ha dividido, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina nuevas células hijas. El ciclo celular tiene importantes diferencias estructurales y funcionales en uno u otro tipo de células (procariotas o eucariotas) y en este artículo en particular, profundizaremos acerca de los eucariotas. El ciclo celular en procariotas consiste en un periodo relativamente largo de crecimiento (durante el cual la célula también replica su ADN) seguido por una forma de división celular llamada fisión binaria. 

En los eucariotas (animales, vegetales, hongos y protistas) el ciclo celular se divide en dos fases principales: interfase y división celular (que puede ser mitótica o meiótica). En el caso de la división meiótica, las células producto de la misma no son idénticas a la célula progenitora y cursan un camino relativamente diferente que si ocurriese división mitótica (ver más adelante).

El ciclo celular puede requerir desde pocas horas hasta varios días para completarse, dependiendo del tipo de célula y de factores externos como la temperatura o los nutrientes disponibles. Por lo general, las células producto de una división obtienen nutrientes de su ambiente, sintetizan más componentes y aumentan de tamaño. Al cabo de un tiempo, que varía dependiendo del organismo que se trate, el tipo de célula y de los nutrientes disponibles, las células se dividen. Cada célula hija puede entrar entonces en otro ciclo celular y generar más células. O puede suceder que estas células hijas abandonen el ciclo y no vuelvan a dividirse, o bien que permanezcan “latentes” hasta recibir una señal para hacerlo (ampliaremos más adelante). Normalmente se lo representa de forma gráfica con un círculo donde se indican las diferentes fases antes mencionadas.

Antes de que una célula eucariota pueda comenzar la mitosis y dividirse efectivamente, debe:

-Replicar su ADN, de forma de duplicar el nº de sus cromosomas.
-Sintetizar proteínas asociadas al ADN,
-Producir una reserva adecuada de orgánulos para las dos células hijas,
-Ensamblar las estructuras necesarias para que se lleven a cabo la mitosis y la citocinesis.

Estos procesos preparatorios ocurren durante la interfase, en la cual, a su vez, se distinguen tres fases: G1, S y G2. Las fases G1 y G2 se encuentran antes y después de la fase S,  respectivamente. Sus nombres provienen del inglés gap, de intervalo (fases G) y de síntesis (fase S), en concordancia con lo que ocurre en ellas.

• En la fase G1, las moléculas y estructuras citoplasmáticas aumentan en número, y algunas orgánulos se duplican. Es un período de crecimiento general.
•  En la fase S (de síntesis), los cromosomas se duplican;
• En la fase G2, comienza la condensación de los cromosomas y el ensamblado de las estructuras especiales requeridas para la mitosis (división nuclear) y la citocinesis (división citoplasmática).

Después de la fase G2 ocurre la mitosis, que usualmente es seguida de inmediato por la citocinesis (aunque ésta última puede no ocurrir). Por medio del proceso de mitosis, los cromosomas se distribuyen de manera que cada nueva célula hija recibe un juego completo de cromosomas y es genéticamente idéntica a la célula progenitora. Si la división que ocurre es meiótica, existen varias diferencias; entre ellas que se reparte una sola copia de cada cromosoma (células haploides) y aproximadamente la mitad del citoplasma (con mitocondrias, ribosomas y otros orgánulos) a cada una de las dos células hijas.

En las células de diferentes especies o de diferentes tejidos dentro del mismo organismo, las diferentes fases ocupan distintas proporciones del ciclo celular completo.

El ciclo celular está finamente regulado. Esta regulación ocurre en distintos momentos y puede involucrar la interacción de diversos factores, entre ellos, la falta de nutrientes y los cambios en temperatura o pH pueden hacer que las células detengan su crecimiento y su división. En los organismos multicelulares, además, el contacto con células contiguas puede tener el mismo efecto. El sistema de control del ciclo celular está basado en dos proteínas clave, las ciclinas y las proteínas quinasas dependientes de ciclinas (Cdk), que responden a esta integración de señales.

En el desarrollo y mantenimiento de la estructura de los organismos pluricelulares, no sólo se requiere de la división celular, que aumenta el número de células somáticas, sino también del proceso de apoptosis. La apoptosis es un proceso de muerte celular programada. En los vertebrados, por apoptosis se regula el número de neuronas durante el desarrollo del sistema nervioso, se eliminan linfocitos que no realizan correctamente su función y se “moldean” las formas de un órgano en desarrollo, eliminando células específicas, entre otros sucesos.

Ciertas veces, una célula escapa a los controles normales de división y muerte celular. Cuando una célula comienza a proliferar de modo descontrolado se inicia el cáncer y este crecimiento desmedido puede dar lugar a  la formación de una masa de células denominada tumor.

Células de un sarcoma fibroblástico en división. Micrografía electrónica de barrido (SEM) coloreada. Créditos: Steve Gschmeissner / Science Photo Library.

Duración del ciclo celular

La longitud del ciclo celular (el tiempo en que tarda una determinada célula en completar el ciclo) varía entre las células de diferentes especies y de diferentes tejidos. La mayor parte de la variación en la longitud se produce en la fase G1.

Las células de los embriones en crecimiento, por ejemplo, pueden completar su ciclo celular en menos de 20 minutos. Los ciclos de división celular más cortos del reino animal se producen en células embrionarias de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) y duran 8 minutos. En ellos casi no existe crecimiento celular, sino que se da mayoritariamente replicación del ADN y división. Sin embargo, debido a que las células maduras requieren tiempo para crecer, la mayor parte de sus ciclos celulares son mucho más largos que los de los de tejidos embrionarios. Típicamente, una célula de mamífero en división completa su ciclo celular en aproximadamente 24 hs., aunque algunas células poseen ciclos celulares que duran más de un año. Si hablamos de vegetales, las células en la punta de una raíz de una planta de frijol se dividen cada 19 hs.

En cierto momento del ciclo celular, la célula “decide” si va a dividirse o no. Cuando las células normales cesan su crecimiento por diversos factores, se detienen en un punto tardío de la fase G1. En algunos casos, las células pasan de la fase G1 a un estado especial de reposo, llamado G0, en el cual pueden permanecer durante días, semanas o años.

En nuestro organismo, las células de la piel, por ejemplo, se dividen hasta una vez al día. Las células del recubrimiento estomacal se dividen todos los días. La mayoría de nuestras células nerviosas y musculares no vuelven a dividirse una vez han madurado (se encuentran en G0) y si una de estas células muere, no se repone. Las células del hígado se dividen sólo una o dos veces al año o ante estímulos como una injuria en el tejido. Sin embargo, el hecho de que estén en G0, sin dividirse, no implica inactividad; ya que los hepatocitos (células del hígado), por ejemplo, se encuentran entre las células más activas de todo el organismo desde un punto de vista metabólico.

El siguiente video muestra de forma gráfica y resumida todo lo que hemos desarrollado en esta sección.

 

Bibliografía consultada:

• Audesirk, T. Audesirk, G. & B. Byers. Biología, la vida en la tierra con fisiología. 9º Edición. 2013.
• Raven, P.H., Johnson, G.B.  Biology. 6º Edición. 2002.
• Alberts, B. Biologia Molecular de la Célula. 5º Edición. 2010.


Puedes encontrar el Audio del Tema de Estudio (6) en nuestro canal de ivoox


  • PARA DESARROLLAR COMPETENCIAS. Como disparador de este tema de estudio y de forma de adquirir el conocimiento a través de una participación activa, te proponemos que leas los siguientes artículos de divulgación científica: La medusa inmortal, Los enigmas del envejecimiento.
15 Comentarios
  1. Agustina dice

    Hola, esta información está desactualizada y tiene errores (incluídos de ortografía). Recomiendo que la actualicen por favor ya que como la encontré yo pudo haberla encontrado un estudiante que está aprendiendo!!
    Saludos.

    1. AcercaCiencia dice

      Hola, Agustina. Gracias por tu comentario. Hemos corregido los errores que comentas y actualizado el artículo. De todas formas, nos gustaría que nos indiques cuál es la bibliografía que consultas. Saludos. Emma.

      1. Kevin dice

        estaba buscando el ciclo celular en procariotas pero solo hablan en procariotas, actalizen la pagina por favor. Saludos

  2. AcercaCiencia dice

    Hola Kevin,
    Si bien en este tema de estudio solo hemos abordado el ciclo celular en eucariotas, básicamente en procariotas, el ciclo celular consta también de una etapa de crecimiento, seguida luego de la replicación del ADN y finalmente tiene lugar una forma de división celular llamada fisión binaria.
    Saludos! Equipo de AcercaCiencia.

  3. Juan dice

    Me podrian decir un ejemplo de ciclo celular?

    1. AcercaCiencia dice

      Hola Juan, gracias por escribirnos. Cualquier célula que esté creciendo, llevando adelante actividades metabólicas, replicando su ADN o bien dividiéndose, está atravesando alguna fase de su ciclo celular propio. El ciclo celular ocurre en cada célula en particular. Si tienes más dudas, nos escribes. 😉 Saludos! Equipo de AcercaCiencia.

  4. Manuel dice

    Me ayudan a verificar a qué tejido vegetal pertenecen el sig ejemplo

    Se encontró que un grupo de células vegetales tienen un ciclo celular promedio de 24 horas y un segundo grupo tiene un siglo celular promedio de 88 horas

    1. AcercaCiencia dice

      Hola Manuel,
      Muchas gracias por escribirnos. Respecto a tu consulta, ¿Podrías brindarnos más información así podemos ayudarte?
      Saludos,
      Equipo de AcercaCiencia.

  5. mxoon dice

    Hola.
    Les agradecería su ayuda con lo siguiente: Una planta de frijol (germinada en algodón) ¿lleva a cabo la mitosis o meiosis?

    1. AcercaCiencia dice

      Hola!
      Muchas gracias por escribirnos. Respecto a tu consulta, luego de la germinación, la planta comienza a crecer, lo que se conoce como etapa vegetativa. En esa etapa las células de la planta se dividen por mitosis.
      Saludos,
      Equipo de AcercaCiencia.

  6. Miguel Cepeda dice

    Desearía saber sobre la meiosis, pero des-afortunadamente no la he encontrado.Podrían hacerme el favor de publicar algún tipo de articulo sobre este tema!
    Gracias por la atención prestada.

    1. AcercaCiencia dice

      Hola Miguel, gracias por tu comentario. Sí tenemos publicado material sobre meiosis en nuestra web. El artículo se llama “División celular II” y este es el enlace de acceso https://www.acercaciencia.com/2012/12/18/division-celular-ii/
      Saludos.
      Equipo de AcercaCiencia.

  7. Santiago López dice

    Porfavor me pueden ayudar con esto “duración del ciclo celular es siempre la misma independientemente del tipo de célula que se trate”.

  8. AcercaCiencia dice

    Hola Santiago, gracias por tu comentario. Por favor, revisa la sección del post “Duración del Ciclo celular”. Allí explicamos que la longitud del ciclo celular (el tiempo en que tarda una determinada célula en completar el ciclo) varía entre las células de diferentes especies y de diferentes tejidos. La mayor parte de la variación en la longitud se produce en la fase G1.
    ¡Saludos!
    Equipo de AcercaCiencia.

  9. Jaqueline dice

    Hola
    Una consulta . Cómo se regula la división celular en la célula beta, en el hepatocitos y el adiposito.

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