La mitosis: cómo una célula se convierte en dos idénticas
Objetivo. Ordenar las cuatro fases de la mitosis. Reconocer el evento clave de cada fase. Explicar por qué las células hijas son idénticas.
para partir
Un trabajo del British Journal of Dermatology midió cuánto tarda la epidermis en renovarse entera y llegó a un rango de 40 a 56 días, así que la piel del dorso de tu mano no es la que tenías hace dos meses. Cuando te haces una herida ese mismo proceso se acelera y a los pocos días está cerrada, con células nuevas que llevan exactamente la misma información que las que se perdieron. Hoy vemos cómo se copia y se reparte un manual de dos metros sin equivocarse ni una vez.
Ya tienes el ciclo celular hasta la fase S, donde la célula copia todo su ADN y cada cromosoma queda con dos cromátidas hermanas idénticas, unidas por el centrómero. Hoy vemos la parte que sigue: la fase M, es decir la mitosis, donde ese material duplicado se reparte.
Antes de empezar, recupera de memoria y decide (para ti) si es verdadero o falso:
- Después de la fase S, la célula tiene el doble de cromosomas que antes.
- Las cromátidas hermanas de un cromosoma son idénticas entre sí.
- La mitosis produce células con la mitad de la información de la célula madre.
Para qué se divide una célula
Antes de las fases, la pregunta que importa: ¿para qué sirve? La mitosis hace tres cosas en tu cuerpo, todo el tiempo:
- Crecer. Pasaste de una sola célula a unos treinta billones. Ninguna célula creció hasta ese tamaño: se dividieron una y otra vez.
- Reparar. La herida del dedo, un hueso que suelda, un músculo que se recupera después de entrenar.
- Reemplazar. Tu piel se renueva completa cada mes; los glóbulos rojos duran unos 120 días. Todo lo que se pierde se repone por mitosis.
En los tres casos hace falta lo mismo: células nuevas con exactamente la misma información. Una célula de piel tiene que producir células de piel con el manual completo, no con un resumen.
Las cuatro fases, en orden
La mitosis es un proceso continuo, pero se estudia en cuatro fases. Al final viene la citocinesis, que ya no es parte de la mitosis: es el corte físico de la célula.
Profase. La cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles, cada uno con sus dos cromátidas hermanas. Se desarma la envoltura nuclear y empieza a formarse el huso mitótico, las fibras que van a mover los cromosomas.
Metafase. Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en una sola fila. Las fibras del huso los sujetan por el centrómero, una desde cada polo. Es la fase más fácil de reconocer al microscopio: la fila del medio.
Anafase. Se separan las cromátidas hermanas y cada una viaja a un polo distinto. Este es el evento decisivo de toda la mitosis: como las cromátidas eran copias idénticas, cada polo recibe un juego completo e igual.
Telofase. En cada polo se rearma una envoltura nuclear, los cromosomas se descondensan de vuelta a cromatina y el huso se desarma. Ya hay dos núcleos.
Citocinesis. El citoplasma se divide y quedan dos células separadas. En la célula animal se estrangula por el medio, como si apretaras un globo alargado con un hilo.
En la anafase se separan los cromosomas homólogos, es decir, el cromosoma que vino del padre se va a un polo y el que vino de la madre se va al otro.
Por qué las dos células hijas son idénticas
Aquí está el corazón del asunto, y es una cadena de dos pasos:
- En la fase S (antes de la mitosis) cada cromosoma se copió. Quedó con dos cromátidas hermanas idénticas, pegadas por el centrómero. Ojo: la célula no duplicó su número de cromosomas, duplicó la cantidad de ADN. Sigue teniendo 46 cromosomas, pero cada uno con el doble de material.
- En la anafase esas dos copias se separan y una se va a cada polo.
El resultado es aritmético: si cada cromosoma reparte una copia exacta a cada lado, las dos células hijas terminan con 46 cromosomas cada una, con la misma información que la madre.
No sube nunca. Una célula humana entra a la mitosis con 46 cromosomas (cada uno de dos cromátidas) y salen dos células con 46 cromosomas (cada uno de una cromátida). Lo que se duplicó en la fase S fue la cantidad de ADN, no el número de cromosomas. Contar cromosomas y contar ADN son dos cuentas distintas: es el error que más se repite en las pruebas.
Completa la secuencia de la mitosis:
Antes de la mitosis, en la fase , cada cromosoma se duplica y queda con dos hermanas. En la la cromatina se condensa y se desarma la envoltura nuclear. En la metafase los cromosomas se alinean en el de la célula. En la se separan las cromátidas hermanas y viajan a polos opuestos. Finalmente, la división del citoplasma se llama .
Empareja cada fase con el evento que la define:
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
Un estudiante mira una célula al microscopio y ve todos los cromosomas formando una fila recta justo en el medio. ¿En qué fase está y qué viene inmediatamente después?
Una célula humana de la piel (46 cromosomas) termina una mitosis. ¿Cuántos cromosomas tiene cada célula hija y por qué?
El tratamiento de quimioterapia contra el cáncer usa fármacos que impiden que se forme el huso mitótico. (1) ¿En qué fase quedaría atascada una célula tratada con ese fármaco? (2) ¿Por qué esto sirve contra un tumor? (3) ¿Por qué el mismo tratamiento hace que a la persona se le caiga el pelo?
síntesis
Para cerrar
La mitosis reparte lo que la fase S ya había copiado. Cuatro fases en orden: en la profase los cromosomas se condensan y se arma el huso; en la metafase se alinean en el centro; en la anafase se separan las cromátidas hermanas, que es el evento que decide todo; y en la telofase se rearman los dos núcleos. Después la citocinesis corta el citoplasma. Como lo que se reparte son copias idénticas, las dos células hijas quedan con 46 cromosomas y la misma información que la madre. Eso es lo que le permite a tu cuerpo crecer, reparar y reemplazar tejidos sin cambiar el manual. Lo que sigue es practicar todo esto con ítems de aplicación.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres afirmaciones del inicio. ¿Cuáles eran falsas y por qué?
- Si tuvieras que explicarle a alguien en una sola frase por qué las células hijas salen idénticas, ¿qué le dirías?
- ¿Qué te resultó más difícil de separar: cromátidas hermanas y cromosomas homólogos, o cantidad de ADN y número de cromosomas?
referencias
Bibliografía
- 01Ministerio de Educación de Chile (2019). Programa de Estudio Biología, 2° Medio.
- 02OpenStax (2018). Biología 2e, capítulo 10: División celular. CC BY 4.0. https://openstax.org
- 03Campbell, N. & Reece, J. (2017). Biología (7ª ed.). Panamericana.
- 04Khan Academy. Fases de la mitosis. https://es.khanacademy.org
- 05Halprin, K. M. (1972). Epidermal 'turnover time': a re-examination. British Journal of Dermatology, 86(1), 14-19.