Ciclo celular, interfase y mitosis
Objetivo. Explicar las fases del ciclo celular (interfase G1/S/G2 y mitosis) y su rol en el crecimiento, la reparación y la regeneración de los tejidos, valorando por qué su desregulación se asocia al cáncer.
para partir
La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer contó 20 millones de casos nuevos de cáncer en el mundo durante 2022, y todos empiezan en el mismo punto: células que se dividen cuando no corresponde. Ese mismo mecanismo, funcionando bien, es el que cierra una herida en la rodilla en una semana. Esta clase explica el ciclo celular completo y qué controla que cada división ocurra en el momento justo.
El cuerpo humano tiene unos 37 billones de células, y la enorme mayoría vino de otra célula que se dividió en dos. Cerrar una herida, crecer y reemplazar la piel que se descama ocurren cuando una célula copia su ADN y se parte en dos células idénticas. Ese proceso es el ciclo celular: su fase más larga es la interfase y el momento del reparto es la mitosis. Cuando ese control falla, aparece el cáncer.
Antes de empezar, decide para ti si cada frase es verdadera o falsa. No las corregiremos aún; volveremos a ellas al final:
- Una célula pasa la mayor parte de su vida dividiéndose.
- El ADN se copia (se duplica) durante la mitosis.
- Las dos células que resultan de la mitosis son distintas entre sí, como lo son un óvulo y un espermatozoide.
El ciclo celular
Una célula se divide según un ciclo ordenado, con dos grandes etapas:
- Interfase (I): la etapa larga. La célula crece, cumple sus funciones y, sobre todo, copia su ADN para tener dos juegos completos. Ocupa cerca del 90 % del ciclo.
- Fase M (mitosis + citocinesis): la etapa corta. La célula reparte el ADN copiado y se divide en dos.
La porción naranja (interfase) es mucho más grande que la de mitosis. Es común pensar que la célula se pasa la vida dividiéndose. Eso es incorrecto, porque la división es un evento breve: la mayor parte del tiempo la célula está en interfase, creciendo, funcionando y copiando su ADN.
Algunas células, cuando completan su crecimiento, salen del ciclo hacia un estado de reposo llamado G0. Muchas neuronas y células musculares están en G0 casi permanentemente: por eso ciertos tejidos casi no se regeneran.
Observa la Fig. 1. Compara el tamaño de la porción de INTERFASE con la de MITOSIS en la rueda del ciclo. ¿Qué te dice esa diferencia de tamaño sobre cuánto dura cada etapa? Menciona además qué es el estado G0 y da un ejemplo de célula que suele estar en G0.
La interfase
En la interfase la célula hace la tarea más importante antes de dividirse: copiar su ADN. Se divide en tres subfases, en este orden:
- G1 (crecimiento 1): la célula crece, fabrica proteínas y organelos, y cumple sus funciones. Aquí su ADN todavía está sin duplicar (un solo juego).
- S (síntesis): la célula copia todo su ADN (replicación). Al terminar, cada cromosoma tiene dos copias idénticas unidas: las cromátidas hermanas.
- G2 (crecimiento 2): la célula termina de crecer, fabrica lo necesario para dividirse y revisa que la copia del ADN esté correcta antes de entrar a mitosis.
Para entender qué se copia, necesitas distinguir tres palabras que se confunden mucho:
- Cromatina: el ADN desenrollado, que se observa como un filamento. Así está durante la interfase.
- Cromosoma: el ADN muy compactado y enrollado, visible como una estructura definida. Aparece cuando la célula entra en mitosis.
- Cromátidas hermanas: las dos copias idénticas de un cromosoma tras la fase S, unidas por el centrómero. Son la razón de la forma de “X”.
Es común pensar que el ADN se copia durante la mitosis. Eso es incorrecto, porque el ADN se duplica en la fase S de la interfase, antes de la mitosis. Cuando llega la mitosis, la copia ya está hecha: la mitosis solo reparte lo que se copió. Si la célula entrara a mitosis sin haber copiado el ADN, cada célula hija quedaría con la mitad de la información.
Completa las subfases de la interfase y qué ocurre en cada una:
La interfase tiene tres subfases. En la célula crece y cumple sus funciones, con su ADN todavía sin duplicar. En la fase , llamada de síntesis, la célula todo su ADN; al terminar, cada cromosoma queda formado por dos hermanas idénticas unidas por el . En la célula revisa la copia y se prepara para dividirse. Mientras está desenrollado, el ADN se llama .
La mitosis
Terminada la interfase, la célula entra en la fase M. La mitosis es el reparto ordenado de los cromosomas duplicados, de modo que cada célula hija reciba un juego completo e idéntico. Se describe en cuatro fases (más una etapa intermedia, la prometafase), y termina con la citocinesis:
- Profase: la cromatina se condensa en cromosomas visibles (ya con sus dos cromátidas). Se forma el huso mitótico (fibras) y empieza a desaparecer la membrana nuclear.
- Prometafase: desaparece del todo la membrana nuclear y las fibras del huso enganchan cada cromosoma por su centrómero.
- Metafase: los cromosomas se alinean en el centro de la célula, formando la placa metafásica.
- Anafase: las cromátidas hermanas se separan y cada una viaja hacia un polo opuesto. Aquí se garantiza que cada lado reciba una copia.
- Telofase: en cada polo se forma una nueva membrana nuclear; los cromosomas se descondensan de vuelta a cromatina.
- Citocinesis: el citoplasma se divide y quedan dos células hijas separadas.
Las cuatro fases clásicas son Profase → Metafase → Anafase → Telofase. Una frase para fijarlas: “Primero Me Alimento Tranquilo**”. El evento que define a cada una: Profase = se producen/aparecen los cromosomas; Meta = se colocan en el medio; Ana = se sepana**ran (se separan) hacia los polos; Telo = termina, se forman los dos núcleos.
Es común pensar que la mitosis produce células diferentes, como los óvulos y los espermatozoides. Eso es incorrecto, porque la mitosis produce dos células genéticamente idénticas entre sí y a la célula madre. La producción de gametos (óvulos y espermatozoides), que son distintos y con la mitad del ADN, es la meiosis, otro proceso.
Es común pensar que en la mitosis el número de cromosomas se reduce a la mitad. Eso es incorrecto, porque la mitosis conserva el número: una célula humana con 46 cromosomas produce dos células con 46 cada una. La reducción a la mitad ocurre en la meiosis.
Empareja cada fase de la mitosis con el evento que la define:
Toca un término y luego su definición para emparejarlos.
Una célula humana (46 cromosomas) completa correctamente la interfase y la mitosis. Al finalizar, ¿cuántas células resultan y con cuántos cromosomas cada una, y qué relación genética tienen?
Crecimiento, reparación y desregulación
La mitosis permite tres funciones del organismo:
- Crecer: un organismo pasa de una única célula (el cigoto) a billones, todas por divisiones sucesivas.
- Reparar y regenerar: las células de la piel se dividen para cerrar una herida. El hígado puede regenerar buena parte de su masa.
- Reemplazar células que se pierden: se renuevan la piel, el revestimiento del intestino y los glóbulos de forma continua. La epidermis superficial se recambia; en la dermis las células casi no se recambian.
El ciclo tiene puntos de control (checkpoints) que, antes de avanzar, verifican que la célula haya crecido lo suficiente, que el ADN esté bien copiado y sin daños, y que los cromosomas estén alineados. Si algo está mal, el ciclo se detiene para reparar o, si el daño es grave, la célula entra en apoptosis.
El cáncer es un ciclo celular sin control. Cuando fallan las señales que frenan la división y los puntos de control, las células siguen dividiéndose aunque el ADN esté dañado. Esa masa de células que crece sin límite es un tumor. Varios tratamientos, entre ellos algunas quimioterapias, actúan sobre las células que se están dividiendo.
Un tratamiento de quimioterapia se diseña para dañar a las células que están copiando su ADN o repartiendo sus cromosomas, es decir, células que se dividen mucho y rápido. Usando lo que sabes del ciclo celular y del cáncer, explica: (a) por qué este tratamiento afecta con fuerza a las células cancerosas, y (b) por qué también produce efectos secundarios como caída del cabello y problemas digestivos.
síntesis
Para cerrar
El ciclo celular es la secuencia ordenada por la que una célula crece, copia su ADN y se divide. Su fase larga, la interfase (G1 → S → G2), incluye la copia del ADN en la fase S, que deja cada cromosoma con dos cromátidas hermanas. La fase corta, la mitosis (profase → metafase → anafase → telofase + citocinesis), reparte esa copia y produce dos células idénticas. Ese proceso permite crecer, cicatrizar y renovar tejidos, y sus puntos de control detienen el ciclo si hay error; cuando ese control se pierde, la división se descontrola y aparece el cáncer.
Piensa sobre tu aprendizaje
- Vuelve a las tres frases del inicio. ¿Cuáles resultaron falsas y por qué?
- Si un compañero dice 'el ADN se copia en la mitosis', ¿cómo lo corregirías en una frase?
- ¿Qué te costó más distinguir: cromatina y cromosoma, o mitosis y meiosis?
referencias
Bibliografía
- 01Ministerio de Educación de Chile. Bases Curriculares y programa de Ciencias para la Ciudadanía / Ciencias para la Salud. https://www.curriculumnacional.cl
- 02Alberts, B. et al. (2016). Biología Molecular de la Célula (6ª ed.). Garland Science.
- 03Khan Academy. El ciclo celular y la mitosis. https://es.khanacademy.org
- 04Wikipedia. Ciclo celular y Mitosis. https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_celular
- 05Imágenes: rueda del ciclo celular por Richard Wheeler (Zephyris), Bea y Histidine (CC BY-SA 3.0); fases de la mitosis por Ali Zifan (CC BY-SA 4.0), ambas vía Wikimedia Commons.
- 06Bray, F. et al. (2024). Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 74(3), 229-263. IARC, OMS.