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Las células de los organismos eucariotas, como los humanos, mantienen su información genética en cromosomas compuestos de ácido desoxirribonucleico, o ADN, que reside dentro de un núcleo celular. Las células experimentan períodos alternos de crecimiento y división. Durante la fase de crecimiento, o interfase, la célula replica su ADN. El siguiente evento en el ciclo celular es la mitosis o división nuclear, seguida de la citocinesis o división celular. Las células procariotas como las bacterias siguen un proceso más simple de fisión celular.
Replicación de ADN
El ADN y ciertas proteínas conocidas como histonas forman las estructuras cromosómicas. El ADN es bicatenario y forma un paquete bien enrollado con la ayuda de las histonas. Durante la interfase, los cromosomas se relajan, dando acceso a las enzimas de replicación para crear una nueva copia de cada cromosoma. Las copias gemelas, o cromátidas, están unidas por una estructura proteica globular llamada centrómero, formando la familiar forma de X de los cromosomas. La condensación de los cromosomas de doble cromátida marca el final de la interfase y el comienzo de la mitosis.
Profase y Metafase
La primera etapa de la mitosis es la profase, en la cual la membrana nuclear se desintegra. Durante la profase, la célula crea microtúbulos unidos a dos orgánulos llamados centrosomas, que migran a ambos lados de la célula. A medida que la profase avanza hacia la metafase, los microtúbulos se acercan a los cromosomas. Un cinetocoro que consiste en brotes de proteínas de cada cromátida, formando una estructura a la que se pueden unir los microtúbulos. Los cromosomas se alinean en la placa de metafase en el centro de la célula. Los humanos tienen 23 pares de cromosomas, un par de miembros de cada padre.
Anafase y telofase
Al final de la metafase, cada cromátida se une a un microtúbulo anclado por un centrosoma. La siguiente etapa, anafase, comienza cuando los centrómeros se disuelven, convirtiendo las cromátidas hermanas en cromosomas hijos. La célula humana tiene temporalmente 92 cromosomas en esta etapa en lugar de los 46 normales. Los centrosomas tiran de los microtúbulos con los cromosomas a cada lado de la célula, de modo que ambos lados tienen un conjunto completo de material genético. En la telofase, reaparecen las membranas nucleares, encerrando cada conjunto de cromosomas. Los cromosomas luego comienzan a relajarse desde su estado firmemente enrollado.
Citocinesis
Cuando termina la mitosis, la célula comienza a dividirse por su centro. Un anillo contráctil en el sitio de la antigua placa de metafase pellizca la célula, creando un surco que se profundiza a medida que la célula sintetiza nuevo material de membrana externa. Los núcleos están separados por las nuevas membranas celulares. Finalmente, la célula se divide en dos células hijas, cada una de las cuales contiene el complemento completo de cromosomas. Las dos células entran entonces en la interfase y el ciclo celular se repite.