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CICLO CELULAR
La complementariedad de las bases nitrogenadas ha posibilitado durante eones la replicación casi perfecta de las moléculas que forman el genoma celular. Este, una vez duplicado puede ser repartido para dar lugar a dos células genéticamente idénticas, con eventuales diferencias que serán evaluadas automáticamente por la selección natural.
Llamamos CICLO CELULAR al conjunto ordenado de etapas y procesos por los que pasa una célula desde que nace hasta que se divide en dos células hijas viables y dispuestas a iniciar un nuevo ciclo.
Las células procariotas como Escherichia coli, tardan menos de 20 minutos en replicar todos los genes, que se encadenan formando una molécula circular de ADN de 1mm de longitud, a partir de un único origen de replicación. Y simultáneamente las copias se desplazan a polos opuestos de la célula en división, al tiempo que se transcriben de forma conveniente. Finalmente la bacteria se segmenta en dos células hijas independientes.
Más complejo es el caso de las células eucariotas, como las humanas cuyo volumen y genoma supera en tres órdenes de magnitud los de la E. coli. Peroafortunadamentenuestros antepasados remotos fueron capaces de desarrollar nuevas estrategias reproductivas de gran eficacia para favorecer su supervivencia y evolución.
A diferencia de las células procariotas, el genoma eucariota esta fragmentado y generalmente duplicado, las moléculas de ADN son lineales y tienen varios orígenes de replicación, y sobre todo están asociadas a proteínas histonas formando la cromatina, lo que facilita su plegamiento dentro de un núcleo de unas 5 micras de diámetro.
La cromatina por su composición ácida se tiñe con colorantes de carácter básico o alcalino y resulta visible durante toda la INTERFASE (G1+S+G2) llenando el núcleo con manchas irregulares.
G1 es un periodo de crecimiento celular que requiere la transcripción de buen número de genes el el núcleo.
Durante la fase S las moléculas de ADN se replican a excepción de su centrómero, que mantendrá unidas las copias hasta la anafase, momento en que las réplicas toman caminos opuestos en el interior de la célula en división.
En G2 la célula se prepara para la MITOSIS, etapa en la que se repartirá el material genético previamente replicado en dos lotes idénticos, capaces de dirigir el funcionamiento de las células que los hereden.
Al igual que en la fase o período S, una señal molecular marca el inicio de la mitosis o PROFASE, de repente la cromatina empieza a espiralizarse y adquieren forma unas estructuras alargadas llamadas cromosomas, cuyo número y aspecto es constante en todas las células de los organismos de la misma especie.
En esta fase cada cromosoma está formado por dos cromátidas identicas unidas por el centrómero, estas se corresponden con las dos réplicas de ADN obtenidas en el periodo S. Podemos clasificarlos en metacéntricos submetacéntrico, acrocéntricos o telocéntricos según el centómero este centrado o progresivamente desplazado hacia la punta o telómero.
Algunas células tienen cariotipo haploide (haplos=simple) es decir una colección de n cromosomas distintos en forma y tamaño, otras presentan 2n cromosomas es decir n parejas de cromosomas homólogos cuya forma y tamaño coinciden, estas son producto de la reproducción sexual y reciben la denominación de células diploides. Según se puede comprobar los cromosomas homólogos están formados por los mismos genes, situados en idéntica posición o locus, pero por su distinta historia evolutiva las versiones de los mismos o alelos suelen ser distintas.
Las células humanas son diploides (2n=46) ya que descienden de una célula huevo o zigoto producido por fusión o fecundación de un óvulo y un espermatozoide cada una con un juego o complemento haploide de 23 cromosomas (n=23). A lo largo de las 23 moléculas de ADN que miden aproximadamente un metro existen casi 30.000 genes que deben estar presentes en las células hijas para garantizar su buen funcionamiento, de ahí la importancia del éxito en el reparto de cromosomas.
Del arrastre de los cromosomas se encarga el huso acromático desarrollado durante la profase a partir del centrosoma, y que en la METAFASE desplaza los cromosomas hasta su ecuador gracias a la acción de las fibras de tubulina tractoras unidas al cinetócoro situado sobre el centrómero de cada cromosoma.
Seguidamente en la ANAFASE las fibras tractoras estiran hacia los polos del huso y las cromátidas por fin se separan ordenadamente y se distancian para dar dos núcleos idénticos en la TELOFASE, cuando los cromosomas ahora simples pero con la mismo contenido génico que en profase se desespiralizan y el núcleo vuelve a su aspecto inicial repleto de manchas de cromatina.
Solo falta la citocinesis para seccionar el citoplasma y dar dos células que seguirán caminos independientes, o quedarán juntas colaborando, tras su especialización, para formar automáticamente un organismo pluricelular cuyos, millones o billones de células funcionan como una unidad o individuo.
De crucial importancia en la reproducción sexual es la MEIOSIS que reduce el cariotipo de 2n a n y garantiza la constancia del numero de cromosomas de generación en generación, compensando el incremento de cromosomas de la FECUNDACIÓN (n+n).
En esta modalidad de división los núcleos resultantes no son idénticos, como ocurre, en la mitosis sino homólogos y cada uno tiene un complemento haploide completo. Consiste en dos repartos de genes sucesivos. En la PROFASE I los homólogos se emparejan e intercambian fragmentos (entrecruzamiento o recombinación), en la ANAFASE I, que sigue a la METAFASE I, los homólogos de cada pareja se separan aleatoriamente y se dirigen a polos distintos del huso, resultando dos conjuntos haploides de cromosomas dobles, que pueden volver a dividirse sin más demora en la ANAFASE II, para dar cuatro núcleos haploides homólogos.
De esta forma un organismo 2n puede formar 2n células genéticamente distintas pero homólogas que podrán dar lugar a una nueva generación de individuos cada uno con su propia combinación de genes que le hace único y le brindan la oportunidad de probar suerte en su intento de sobrevivir en un entorno limitado e incierto, y transmitirlos a la próxima generación con el visto bueno de la SELECCIÓN NATURAL.