Unidad 3 · Genética

El ciclo celular y la mitosis: crecer, reparar y regenerar

Cada segundo, en tu cuerpo, millones de células terminan de copiarse y se parten en dos. Gracias a ese ritmo ordenado creciste desde una sola célula, cicatriza una herida y se renueva tu piel. Este artículo sigue ese ciclo desde que la célula nace hasta que se divide, con la mitosis en el centro.

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Toda célula proviene de otra célula. Antes de partirse en dos, no basta con que se corte por la mitad: primero debe crecer, copiar todo su ADN y revisar que la copia esté completa. Ese conjunto ordenado de etapas —desde que una célula se forma hasta que ella misma se divide— es el ciclo celular. Entenderlo explica de golpe tres cosas que parecen distintas: por qué crecemos, por qué sana una herida y por qué algunos tejidos se regeneran.

La interfase: donde la célula vive casi todo el tiempo

Aunque la palabra "división" es la que llama la atención, la célula pasa la mayor parte de su vida sin dividirse. Ese largo período de trabajo y preparación se llama interfase, y se ordena en tres fases sucesivas: G1, S y G2.

Fase G1 — crecimiento

Recién formada, la célula es pequeña. En la fase G1 (del inglés gap, "intervalo") crece de tamaño, fabrica proteínas y organelos, y cumple su función en el tejido. Es la fase más variable en duración: algunas células la recorren en horas; otras se quedan en ella durante días, meses o toda la vida.

Fase S — síntesis (se replica el ADN)

En la fase S ocurre el hecho decisivo del ciclo: se replica el ADN. Cada cromosoma se copia por completo y queda formado por dos cromátides hermanas, unidas por el centrómero; son copias idénticas una de otra. Con esto, la célula asegura que, al dividirse, cada célula hija recibirá un juego completo de información.

Fase G2 — preparación y control

En la fase G2 la célula termina de crecer, produce las proteínas que necesitará para dividirse y revisa que el ADN se haya copiado entero y sin errores graves. Solo si todo está en orden avanza a la fase M. Estos puntos de control son un mecanismo de seguridad: evitan que una célula con el ADN dañado o a medio copiar se divida.

La fase M: mitosis y citoquinesis

Cuando la célula ya creció y copió su ADN, entra en la fase M, la parte visible de la división. Tiene dos procesos encadenados que conviene no confundir:

• Mitosis: la división del núcleo. El material genético duplicado se reparte con exactitud en dos núcleos hijos.
• Citoquinesis: la división del citoplasma. La célula se estrecha por el centro hasta separarse en dos células.

Las cuatro fases de la mitosis

La mitosis es un proceso continuo, pero para estudiarla se divide en cuatro fases. En todas, el protagonista es el huso mitótico: una red de fibras que tira de los cromosomas hacia los polos opuestos de la célula.

1. Profase: el ADN, antes disperso, se condensa en cromosomas visibles (cada uno con sus dos cromátides hermanas). La envoltura del núcleo se desarma y comienza a formarse el huso mitótico.
2. Metafase: los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en el plano llamado placa ecuatorial. Las fibras del huso quedan unidas al centrómero de cada cromosoma desde ambos polos.
3. Anafase: las cromátides hermanas se separan y el huso arrastra una hacia cada polo. Desde este momento, cada polo tiene un juego completo e idéntico de cromosomas.
4. Telofase: en cada polo los cromosomas se descondensan y se forma una nueva envoltura nuclear. El resultado son dos núcleos dentro de una misma célula.

Terminada la telofase, la citoquinesis parte el citoplasma y sella el proceso: de una célula parental resultan dos células hijas, cada una con su núcleo y con exactamente la misma información genética.

Idénticas: la mitosis no genera variabilidad

Una idea que conviene fijar: la mitosis produce células genéticamente idénticas entre sí y a la parental. No mezcla información ni crea diversidad. Por eso todas las células de tu cuerpo —las de la piel, el hígado o el hueso— comparten el mismo ADN, heredado de aquella primera célula. La variabilidad genética (la mezcla que hace que los hermanos sean distintos) proviene de otro proceso, la meiosis, reservado a la formación de gametos.

Para qué sirve: crecer, reparar y regenerar

Cada división por mitosis suma una célula. Ese aumento del número de células por divisiones sucesivas se llama proliferación celular, y es el motor de tres fenómenos que dan título a este artículo:

• Crecimiento: pasaste de una única célula (el cigoto) a billones. Crecer es, en el fondo, proliferar de forma ordenada.
• Reparación de heridas: cuando te cortas, las células del borde de la herida se dividen para rellenar el hueco y cerrar la piel. La cicatriz es el rastro de esa proliferación.
• Regeneración de tejidos: la piel, el revestimiento del intestino y la sangre se renuevan sin parar; células gastadas se reemplazan por otras nuevas producidas por mitosis.

La proliferación, sin embargo, está estrictamente regulada. Una célula solo se divide cuando corresponde y supera los puntos de control. Cuando esa regulación se pierde y las células proliferan sin freno, aparece el cáncer, tema del artículo siguiente sobre anomalías cromosómicas y cáncer.

Medir la división: el índice mitótico

¿Cómo saber cuánto se divide un tejido? Se observa una muestra al microscopio, se cuentan las células que están en mitosis (reconocibles por sus cromosomas condensados) y se comparan con el total. Esa proporción es el índice mitótico.

Una experiencia clásica de laboratorio usa la raicilla de la cebolla. La punta de la raíz crece rápido, así que allí hay muchas células dividiéndose. Al preparar y teñir esa zona, se ven cromosomas por todas partes: contando las células en mitosis sobre el total se obtiene el índice mitótico del tejido.

El ciclo, de un vistazo

Vale la pena reunir las piezas en el orden en que ocurren y con lo esencial de cada una: