3 etapas de la interfase

Contenido

• TL; DR (demasiado largo; no leído)
• División celular en procariotas y eucariotas
• La primera fase de brecha
• Los puntos de control de la interfase
• Síntesis del genoma
• Preparación para la división celular

Los científicos observaron por primera vez el proceso de división celular a fines del siglo XIX. La evidencia microscópica consistente de células que gastan energía y material para copiarse y dividirse refutaron la teoría generalizada de que las células nuevas surgieron de la generación espontánea. Los científicos comenzaban a comprender el fenómeno del ciclo celular; Este es el proceso por el cual las células "nacen" a través de la división celular, y luego viven sus vidas, realizando sus actividades celulares diarias, hasta el momento de someterse a la división celular.

Existen muchas razones por las cuales una célula podría no pasar por una división. Algunas células del cuerpo humano simplemente no lo hacen; por ejemplo, la mayoría de las células nerviosas eventualmente dejan de experimentar división celular, por lo que una persona que sufre daño nervioso puede sufrir deficiencias motoras o sensoriales permanentes.

Sin embargo, típicamente, el ciclo celular es un proceso que consta de dos fases: interfase y mitosis. La mitosis es la parte del ciclo celular que involucra la división celular, pero la célula promedio gasta el 90 por ciento de su vida en interfase, lo que simplemente significa que la célula está viviendo, creciendo y no dividiéndose. Hay tres subfases dentro de la interfase. Estos son g₁ fase, fase S y G₂ fase.

TL; DR (demasiado largo; no leído)

Las tres etapas de la interfase son G₁, que significa Gap fase 1; Fase S, que significa fase de síntesis; y G₂, que significa Gap fase 2. La interfase es la primera de dos fases del ciclo celular eucariota. La segunda fase es la mitosis, o fase M, que es cuando ocurre la división celular. A veces las células no dejan G₁ porque no son el tipo de células que se están dividiendo o porque están muriendo. En estos casos, se encuentran en una etapa llamada G₀, que no se considera parte del ciclo celular.

División celular en procariotas y eucariotas

Los organismos unicelulares, como las bacterias, se denominan procariotas, y cuando participan en la división celular, su propósito es reproducirse asexualmente; Están creando descendencia. La división celular procariota se llama fisión binaria en lugar de mitosis. Los procariotas generalmente solo tienen un cromosoma que ni siquiera está contenido en una membrana nuclear, y carecen de los orgánulos que tienen otros tipos de células. Durante la fisión binaria, una célula procariota hace una copia de su cromosoma y luego une cada copia hermana del cromosoma a un lado opuesto de su membrana celular. Luego comienza a formar una hendidura en su membrana que se pellizca hacia adentro en un proceso llamado invaginación, hasta que se separa en dos células idénticas y separadas. Las células que forman parte del ciclo celular mitótico son las células eucariotas. No son organismos vivos individuales, sino células que existen como unidades cooperantes de organismos más grandes. Las células en los ojos o los huesos, o las células en la lengua de los gatos o en las briznas de hierba en el césped delantero son todas células eucariotas. Contienen mucho más material genético que un procariota, por lo que el proceso de división celular también es mucho más complejo.

La primera fase de brecha

El ciclo celular recibió su nombre porque las células se dividen constantemente, comenzando la vida de nuevo. Una vez que una célula se divide, ese es el final de la fase de mitosis, e inmediatamente comienza la interfase nuevamente. Por supuesto, en la práctica, el ciclo celular ocurre de manera fluida, pero los científicos han delimitado fases y subfases dentro del proceso para comprender mejor los componentes microscópicos de la vida. La celda recién dividida, que ahora es una de las dos celdas que anteriormente eran una sola celda, está en la G₁ subfase de interfase. sol₁ es una abreviatura para la fase "Brecha"; habrá otro etiquetado G₂. También puede ver estos escritos como G1 y G2. Cuando los científicos descubrieron el trabajo celular fundamental y ocupado de la mitosis bajo el microscopio, interpretaron que la interfase relativamente menos dramática era una fase de reposo o pausa entre las divisiones celulares.

Llamaron G₁ escenario con la palabra "brecha" utilizando esta interpretación, pero en ese sentido, es un nombre inapropiado. En realidad, G₁ Es más una etapa de crecimiento que una etapa de descanso. Durante esta fase, la célula está haciendo todas las cosas que son normales para su tipo de célula. Si es un glóbulo blanco, realizará acciones defensivas para el sistema inmunitario. Si se trata de una célula foliar en una planta, realizará fotosíntesis e intercambio de gases. Es probable que la célula esté creciendo. Algunas células crecen lentamente durante G₁ mientras que otros crecen muy rápido. La célula sintetiza moléculas, como el ácido ribonucleico (ARN) y varias proteínas. En cierto punto al final de la G₁ etapa, la célula tiene que "decidir" si pasar o no a la siguiente etapa de interfase.

Los puntos de control de la interfase

Una molécula llamada quinasa dependiente de ciclina (CDK) regula el ciclo celular. Esta regulación es necesaria para evitar una pérdida de control del crecimiento celular. La división celular fuera de control en animales es otra forma de describir un tumor maligno o cáncer. CDK proporciona señales en los puntos de control durante puntos específicos del ciclo celular para que la célula continúe o pause. Ciertos factores ambientales contribuyen a si CDK proporciona estas señales. Estos incluyen la disponibilidad de nutrientes y factores de crecimiento, y la densidad celular en el tejido circundante. La densidad celular es un método particularmente importante de autorregulación utilizado por las células para mantener tasas de crecimiento de tejido sanas. CDK regula el ciclo celular durante las tres etapas de la interfase, así como durante la mitosis (que también se llama fase M).

Si una celda alcanza un punto de control regulatorio y no recibe una señal para continuar con el ciclo celular (por ejemplo, si está al final de G₁ en interfase y está esperando entrar en la fase S en interfase), hay dos cosas posibles que la célula podría hacer. Una es que podría detenerse mientras se resuelve el problema. Si, por ejemplo, algún componente necesario está dañado o falta, podrían realizarse reparaciones o suplementos, y luego podría acercarse al punto de control nuevamente. La otra opción para la celda es ingresar a una fase diferente llamada G₀, que está fuera del ciclo celular. Esta designación es para células que continuarán funcionando como se supone que deben hacerlo, pero no pasarán a la fase S o la mitosis y, como tales, no participarán en la división celular. Se considera que la mayoría de las células nerviosas humanas adultas están en el G₀ fase, ya que normalmente no proceden a la fase S o mitosis. Células en la G₀ La fase se considera inactiva, lo que significa que se encuentran en un estado no divisorio, o senescente, lo que significa que están muriendo.

Durante el G₁ En la etapa de interfase, hay dos puntos de control reglamentarios por los que debe pasar la célula antes de continuar. Uno evalúa si el ADN de la célula está dañado, y si es así, el ADN debe repararse antes de que pueda continuar. Incluso cuando la célula está lista para proceder a la fase S de la interfase, hay otro punto de control para asegurarse de que las condiciones ambientales, es decir, el estado del entorno que rodea a la célula, sean favorables. Estas condiciones incluyen la densidad celular del tejido circundante. Cuando la celda tiene las condiciones necesarias para proceder de G₁ a la fase S, una proteína ciclina se une a CDK, exponiendo la parte activa de la molécula, lo que le indica a la célula que es hora de comenzar la fase S. Si la celda no cumple con las condiciones para pasar de G₁ a la fase S, la ciclina no activará el CDK, lo que impedirá la progresión. En algunos casos, como el ADN dañado, las proteínas inhibidoras de CDK se unirán a las moléculas de ciclina CDK para evitar la progresión hasta que se solucione el problema.

Síntesis del genoma

Una vez que la célula ingresa en la fase S, debe continuar hasta el final del ciclo celular sin regresar o retirarse a G₀. Sin embargo, hay más puntos de control a lo largo del proceso para garantizar que los pasos se completen correctamente antes de que la celda pase a la siguiente fase del ciclo celular. La "S" en la fase S significa síntesis porque la célula sintetiza, o crea, una nueva copia de su ADN. En las células humanas, eso significa que la célula produce un conjunto completamente nuevo de 46 cromosomas durante la fase S. Esta etapa está cuidadosamente regulada para evitar que los errores pasen a la siguiente etapa; Esos errores son mutaciones. Las mutaciones ocurren con bastante frecuencia, pero las regulaciones del ciclo celular evitan que sucedan muchas más. Durante la replicación del ADN, cada cromosoma se enrolla extremadamente alrededor de cadenas de proteínas llamadas histonas, reduciendo su longitud de 2 nanómetros a 5 micras. Los dos nuevos cromosomas hermanos duplicados se denominan cromátidas. Las histonas unen las dos cromátidas coincidentes juntas a la mitad de sus longitudes. El punto donde se unen se llama centrómero. (Ver Recursos para una representación visual de esto).

Para agregar a los movimientos complicados que ocurren durante la replicación del ADN, muchas células eucariotas son diploides, lo que significa que sus cromosomas están normalmente dispuestos en pares. La mayoría de las células humanas son diploides, con la excepción de las células reproductivas; Estos incluyen los ovocitos (óvulos) y los espermatocitos (espermatozoides), que son haploides y tienen 23 cromosomas. Las células somáticas humanas, que son todas las otras células del cuerpo, tienen 46 cromosomas, dispuestos en 23 pares. Los cromosomas emparejados se llaman pares homólogos. Durante la fase S de la interfase, cuando se replica cada cromosoma individual de un par homólogo original, las dos cromátidas hermanas resultantes de cada cromosoma original se unen, formando una figura que parece dos X unidas. Durante la mitosis, el núcleo se dividirá en dos nuevos núcleos, separando una de cada cromátida de cada par homólogo de su hermana.

Preparación para la división celular

Si la célula pasa los puntos de control de la fase S, que están especialmente preocupados por asegurarse de que el ADN no esté dañado, que se haya replicado correctamente y que se haya replicado solo una vez, los factores reguladores permiten que la célula pase a la siguiente etapa de la interfase. Esto es g₂, que significa Gap fase 2, como G₁. También es un nombre inapropiado, ya que la célula no está esperando, pero está muy ocupada durante esta etapa. La célula continúa haciendo su trabajo normal. Recordemos esos ejemplos de G₁ de una célula foliar que realiza la fotosíntesis o un glóbulo blanco que defiende al cuerpo contra los patógenos. También se prepara para salir de la interfase y entrar en la mitosis (fase M), que es la segunda y última etapa del ciclo celular, antes de dividirse y comenzar de nuevo.

Otro punto de control durante G₂ asegura que el ADN se haya replicado correctamente, y CDK le permite avanzar solo si supera la concentración. Durante G₂, la célula replica el centrómero que une las cromátidas, formando algo llamado microtúbulo. Esto se convertirá en parte del huso, que es una red de fibras que guiará a las cromátidas hermanas alejándolas unas de otras y hacia sus lugares apropiados en los núcleos recién divididos. Durante esta fase, las mitocondrias y los cloroplastos también se dividen, cuando están presentes en la célula. Cuando la célula ha superado sus puntos de control, está lista para la mitosis y ha terminado las tres etapas de la interfase. Durante la mitosis, el núcleo se dividirá en dos núcleos, y casi al mismo tiempo, un proceso llamado citocinesis dividirá el citoplasma, es decir, el resto de la célula, en dos células. Al final de estos procesos, habrá dos nuevas celdas, listas para comenzar el G₁ etapa de interfase nuevamente.