Divisió celular

Divisió celular

Esquemes de la divisió celar.

La divisió celar és una part molt important del cicle celar en la que una cèla inicial es dividix per a formar cèlules filles. Per la divisió celar, es produïx el creiximent dels sers vius. En els organismes pluricelares este creiximent es produïx gràcies al desenroll dels teixits i en els sers unicelars per mig de la reproducció asexual. el cicle celar és el conjunt ordenat de successos que conduïxen al creiximent de la cèlula i la divisió en dos cèlules filles. Estos processos inclouen la duplicació prèvia del material genètic (genoma) i la posterior segregació dels cromosomes duplicats en les cèlules filles, ademés de la multiplicació d'atres orgànuls i macromolécula celars.

Els sers pluricelares reemplacen la seua dotació celar gràcies a la divisió celar i sol estar associada en la diferenciació celar. En alguns animals la divisió celar es deté en algun moment i les cèlules acaben envellint. Les cèlules senescentes es deterioren i moren per l'envelliment del cos. Les cèlules deixen de dividir-se perque els telómeros es tornen cada volta més curts en cada divisió i no poden protegir als cromosomes com a tal. Les cèlules filles de les divisions celars, en el desenroll primerenc embrionari, contribuïxen de forma desigual a la generació dels teixits adults.

Variants de divisió celar

Image del huso mitòtic en una cèlula humana que mostra microtúbuls en vert, cromosomas (ADN) en blau i cinetocoros en roig.

Les cèlules es classifiquen àmpliament en dos categories principals: cèlules procariotas no nucleades simples i cèlules eucariotas nucleades complexes. Per les seues diferències estructurals, les cèlules eucariota i procariota no es dividixen de la mateixa manera. En eucariota, ademés, el patró de divisió celar que transforma les cèlules mare eucariota en gamets (espermatozoides en els mascles o òvuls en les femelles), denominat meiosis, és diferent al de la divisió de les cèlules somàtiques en organismes pluricelares (mitosis).

Divisió celar en procariota

Complexos de divisomas i elongasomas responsables de la síntesis de peptidoglicanos durant el creiximent lateral i la divisió de la paret celar.

La divisió de les cèlules procariota ocorre a través de la fissió binaria o la gemació. el divisoma és un complex de proteïnes responsable de la divisió celar en bactèries, la constricció de les membranes internes i externes durant la divisió i la síntesis de peptidoglicano (PG) en elloc de divisió. Una proteïna similar a la tubulina, FtsZ, juga un paper crític en la formació d'un anell contràctil per a la divisió celar.

Divisió celar en eucariota

La divisió celar en eucariota és molt més complexa que en procariota. En eucariota, la fase M del cicle celar comprén dos processos: la divisió del núcleu (mitosis) i la divisió de la citoplasma (citocinesis). Depenent del número cromosòmic reduït o no, les divisions de cèlules eucariota es poden classificar com mitosis (divisió ecuacional) i meiosis (divisió reduccional). També es troba una forma primitiva de divisió celar que es diu amitosis. La divisió celar, amitótica o mitòtica, és més atípica i diversa en diversos grups d'organismes tals com protistas (a saber, diatomeas, dinoflagelados, etc.) i fongos.

En la metafase mitòtica (vore més avall), típicament els cromosomes (cada u en 2 cromátida germanes que varen desenrollar per la replicació en la fase S de la interfase) s'ordenen i les cromátidas germanes es dividixen i distribuïxen cap a les cèlules filles. En la meiosis, típicament en la Meiosis-I, els cromosomes homòlecs s'emparellen i després se separen i distribuïxen en cèlules filles. La meiosis-II és com una mitosis en la que se separen les cromátidas. En humans i atres animals superiors i molts atres organismes, la meiosis es diu meiosis gamética, és dir, la meiosis dona lloc a gamets. En atres grups d'organismes, especialment en plantes (observable en plantes inferiors pero etapa vestigial en plantes superiors), la meiosis dona lloc al tipo d'espores que germinen en fase vegetativa haploide (gametòfit). Este tipo de meiosis es diu meiosis espórica.

Tipos de reproducció associats a la divisió celar

Bipartición: és la divisió de la cèlula mare en dos cèlules filles, cada nova cèlula és un nou individu en estructures i funcions idèntiques a la cèlula mare. Este tipo de reproducció la presenten organismes com bactèries, amebes i algues.

Gemació: es presenta quan uns nous individus es produïxen a partir d'ulls. El procés de gemació és freqüent en esponges, celentereos i briozoos. En una zona són vàries de l'organisme progenitor es produïx una envaginación o ull que es va desenrollant i en un moment donat sofrix una constricció en la base i se separa del progenitor començant la seua vida com a nou ser. Els ulls filles poden presentar atres ulls a les que se'ls denomina ulls secundaris. En alguns organismes es poden formar colónies quan els ulls no se separen de l'organisme progenitor. En les formes més evolucionades de briozoos s'observa en el procés de gemació que es realisa de forma més complicada. La gemació és el procés evolutiu del ser viu per meiosis. El número d'individus d'una colónia, la manera en que estan agrupats i el seu grau de diferenciació varia i a sovint és característica d'una espècie determinada. Els briozoos poden originar nous individus sobre unes prolongacions cridats estolones i al procés se li denomina estolonisació. Certes espècies d'animals poden tindre gemació interna, ulls que sobreviuen en condicions desfavorables, gràcies a una envoltura protectora. En el cas de les esponges d'aigua dolça, els ulls tenen una càpsula protectora i en l'interior hi ha substància de reserva. En aplegar la primavera es pert la càpsula protectora i a partir de l'ull sorgix la nova esponja. En els briozoos d'aigua dolça es produïx una capa de quitina i de calcio i no necessiten substància de reserva puix es troba en estat d'hibernación.

Esporulación: esputación o esporogénesis consistix en un procés de diferenciació celar per a aplegar a la producció de cèlules reproductives dispersivas de resistència anomenades espores. Este procés ocorre en fongos, amebes, líquenes, alguns tipos de bactèries, protozoos, esporozoos (com el Plasmodium causant de malaria), i és freqüent en vegetals (especialment algues, verdets i falagueres), grups de molt diferents orígens evolutius, pero en estratègies reproductives semblants, tots ells poden recórrer a la formació de cèlules de resistència per a favorir la dispersió. Durant la esporulación es porta a terme la divisió del núcleu en varis fragments, i per una divisió celar asimètrica una part de la citoplasma rodeja cada nou núcleu donant lloc a les espores. Depenent de cada espècie es pot produir un número apreciable d'espores i a partir de cada una d'elles es desenrollarà un individu independent. La divisió celar és el procés pel qual el material celar es dividix entre dos noves cèlules filles. En els organismes unicelars açò aumenta el número d'individus de la població. En les plantes i organismes multicelares és el procediment en virtut del com creix l'organisme, partint d'una sola cèla, i també són reemplaçats i reparats els teixits estropejats.

Processos de divisió celar

• Interfase és el periodo quan una cèlula s'està preparant per a dividir-se i començar el cicle celar..
• Mitosis és la forma més comuna de la divisió celar en les cèlules eucariota. Una cèlula que ha adquirit determinats paràmetros o condicions de tamany, volum, almagasenament de llum, factors migambientals, pot replicar totalment la seua dotació d'ADN i dividir-se en dos cèlules filles, normalment iguals. Abdós cèlules seran diploides o haploides, depenent de la cèlula mare.
• Meiosis és la divisió d'una cèlula diploide en quatre cèlules haploides. Esta divisió celar es produïx en organismes multicelares per a produir gamets haploides, que poden fusionar-se despuix per a formar una cèlula diploide anomenada zigot en la fecundació. Els sers pluricelares reemplacen la seua dotació celar gràcies a la divisió celar i sol estar associada a la diferenciació celar. En alguns animals, la divisió celar es deté en algun moment i les cèlules acaben envellint. Les cèlules senescentes es deterioren i moren, pel envelliment del cos. Les cèlules deixen de dividir-se perque els telómeros es tornen cada volta més curts en cada divisió i no poden protegir als cromosomas. Les cèlules canceroses es consideren "immortals" degut a que una enzima cridada telomerasa permet a estes cèlules dividir-se indefinidament. La característica principal de la divisió celar en organismes eucariota és la conservació dels mecanismes genètics del control del cicle celar i de la divisió celar, ya que s'ha mantingut pràcticament inalterable des d'organismes tan simples com els rent a criatures tan complexes com el ser humà, a lo llarc de l'evolució biològica.

Factors que expliquen la divisió celar

Una teoria afirma que existix un moment en el que la cèlula comença a créixer molt, lo que fa que disminuïxca la proporció àrea/volum. Quan l'àrea de la membrana plasmática de la cèlula és molt més chicoteta en relació en el volum total d'esta, es presenten dificultats en la reabsorción i en el transport de nutrients, sent aixina necessari que es produïxca la divisió celar. Hi ha tres tipos de reproducció celar: la fissió binaria, relativament simple i dos tipos més complicats que impliquen tant la mitosis o la meiosis.

• La fissió binaria

Els organismes com les bactèries típicament tenen un sol cromosoma. A l'inici del procés de fissió binaria, la molècula d'ADN del cromosoma de la cèlula es replica, produint dos còpies del cromosoma. Un aspecte clau de la reproducció celar de la bactèria és assegurar-se de que cada cèlula filla rep una còpia del cromosoma. Citocinesis és la separació física de les dos cèlules filles noves.

• Reproducció celar que involucra la mitosis . La majoria dels organismes eucariota com els humans tenen més d'un cromosoma. En la finalitat d'assegurar-se de que una còpia de cada cromosoma siga segregat en cada cèlula filla s'utilisa l'huso mitòtic. Els cromosomes es mouen a lo llarc dels microtúbuls llarcs i prims com els trens en moviment a lo llarc de les vies del tren. Els sers humans són diploides, tenim dos còpies de cada tipo de cromosoma, un del pare i un de la mare.

• Reproducció celar que involucra la meiosis.

Les cèlules sexuals, denominades també «gamets», són produïdes per meiosis. Per a la producció d'espermatozoide hi ha dos passos (citocinesis) que produïxen un total de quatre cèlules N, cada una en la mitat del número normal de cromosomes. La situació és diferent: en els ovaris la producció d'ous en un dels quatre conjunts de cromosomes que se segrega es coloca en una cèlula ou gran, llest per a ser combinat en l'ADN d'una cèlula d'esperma (vejau la meiosis per a més detalls).

Envelliment, càncer i divisió celar

Erro al crear miniatura:

La cèlula promig es dividirà entre 50 i 70 voltes abans de la mort celar. A mida que la cèlula es dividix, els telómeros de l'extrem del cromosoma es fan més chicotets fins a alcançar el llímit d'Hayflick

Els organismes pluricelares reemplacen les cèlules desgastades a través de la divisió celar. En alguns animals, no obstant, la divisió celar finalment es deté. En els humans açò ocorre, en promig, despuix de 52 divisions, lo que es coneix com llímit d'Hayflick. La cèlula es denomina llavors senescente. En cada divisió, els telómeros de les cèles, seqüències protectores d'ADN en l'extrem d'un cromosoma que eviten la degradació de l'ADN cromosòmic, s'acurten. Esta acurtada s'ha correlacionado en efectes negatius com a malties relacionades en l'edat i la reducció de l'esperança de vida en els sers humans. Per un atre costat, no es creu que les cèles canceroses es degraden d'esta manera, si és que ho fan. Un complex enzimàtic cridat telomerasa, present en grans cantitats en les cèlules canceroses, reconstruïx els telómeros per mig de la síntesis de repeticions d'ADN telomérico, lo que permet que la divisió continue indefinidament.

Divisions silencioses

Divisions silentes.

Les divisions silencioses són divisions sense mutacions. A voltes es confonen en mutacions que no són detectables. Pero es pot comprovar si les divisions són silencioses per comparació de les freqüències dels als de la llínea celar, en la suma de les freqüències dels als de les dos cèlules derivades, lo que té que ser similar.
No es pot detectar una divisió que origina una cèlula sense mutacions (silenciosa) i una atra morta (que no contribuïx a l'adult).

Història

Erro al crear miniatura:

Kurt Michel en el seu microscopi de contrast de fases.

La divisió celar baix el microscopi va ser descoberta per primera volta pel botànic alemà Hugo von Mohl en 1835 mentres treballava en l'alga verda Cladophora glomerata. En 1943, Kurt Michel va filmar per primera volta la divisió celar utilisant un microscopi de contrast de fases.

Vore també

• Biologia celar
• Fusió celar
• Creiximent celar
• Cinasa depenent de ciclina
• Catàstrofe mitòtica
• Genètica
• Ingenieria genètica
• Biologia marina

Bibliografia

• Alberts, Bruce (2016). Biologia molecular de la cèla, 6ª edició, Barcelona: Omega S. A.. ISBN 978-84-282-1638-8.
• Paniagua Gómez-Álvarez (2002). Citologia i histologia vegetal i animal, 3ª edició, Madrit: McGraw-Hill - Interamericana d'Espanya, S. A. O. ISBN 84-481-9984-7.