DIVISIÓN CELULAR

MITOSIS

En biología, la mitosis (del griego mitos, hebra) es un proceso de reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico de las células eucarióticas. Normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la partición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas. La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La meiosis, un proceso que comparte mecanismos con la mitosis pero que no debe confundirse con ella (es otro tipo de división celular, propio de los gametos), produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética.

Fases del ciclo celular
La división de las células eucarióticas es parte de un ciclo vital continuo, el ciclo celular, en el que se distinguen dos períodos mayores, la interfase, durante la cual se produce la duplicación del ADN, y la mitosis, durante la cual se produce el reparto idéntico del material antes duplicado. La mitosis es una fase relativamente corta en comparación con la duración de la interfase.

Interfase
La célula está ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis (las próximas cuatro fases que conducen e incluyen la división nuclear). Los cromosomas no se disciernen claramente en el núcleo, aunque una mancha oscura llamada nucleolo, puede ser visible. La célula puede contener un centrosoma con un par de centriolos (o centros de organización de microtúbulos en los vegetales) los cuales son sitios de organización para los microtúbulos.

Profase
Es la fase más larga de la mitosis. Se produce en ella la condensación del material genético (ADN, que en interfase existe en forma de cromatina), para formar unas estructuras altamente organizadas, los cromosomas. Como el material genético se ha duplicado previamente durante la fase S, los cromosomas replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero por moléculas de cohesinas.

Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es duplicación del centrosoma; los dos centrosomas hijos (cada uno con dos centriolos) migran entonces hacia extremos opuestos de la célula. Los centrosomas actúan como centros organizadores de microtúbulos, controlando la formación de unas estructuras fibrosas, los microtúbulos, mediante la polimerización de tubulina soluble. De esta forma, el huso de una célula mitótica tiene dos polos que emanan microtúbulos.
En la profase tardía desaparece el nucléolo y se desorganiza la envoltura nuclear.

Prometafase
La membrana nuclear se desensambla y los microtúbulos invaden el espacio nuclear. Esto se denomina mitosis abierta, y ocurre en una pequeña parte de los organismos multicelulares. Los hongos y algunos protistas, como las algas o las tricomonas, realizan una variación denominada mitosis cerrada, en la que el huso se forma dentro del núcleo o sus microtúbulos pueden penetrar a través de la membrana nuclear intacta.

Cada cromosoma ensambla dos cinetocoros hermanos sobre el centrómero, uno en cada cromátida. Un cinetocoro es una estructura proteica compleja a la que se anclan los microtúbulos. Aunque la estructura y la función del cinetocoro no se conoce completamente, contiene varios motores moleculares, entre otros componentes. Cuando un microtúbulo se ancla a un cinetocoro, los motores se activan, utilizando energía de la hidrólisis del ATP para "ascender" por el microtúbulo hacia el centrosoma de origen. Esta actividad motora, acoplada con la polimerización/despolimerización de los microtúbulos, proporcionan la fuerza de empuje necesaria para separar más adelante las dos cromátidas de los cromosomas.

Cuando el huso crece hasta una longitud suficiente, los microtúbulos asociados a cinetocoros empiezan a buscar cinetocoros a los que anclarse. Otros microtúbulos no se asocian a cinetocoros, sino a otros microtúbulos originados en el centrosoma opuesto para formar el huso mitótico. La prometafase se considera a veces como parte de la profase.

Metafase
A medida que los microtúbulos encuentran y se anclan a los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los cromosomas se congregan en la "placa metafásica" o "plano ecuatorial", una línea imaginaria que es equidistante de los dos centrosomas que se encuentran en los dos polos del huso. Este alineamiento equilibrado en la línea media del huso se debe a las fuerzas iguales y opuestas que se generan por los cinetocoros hermanos. El nombre "metafase" proviene del griego μετα que significa "después."

Dado que una separación cromosómica correcta requiere que cada cinetocoro esté asociado a un conjunto de microtúbulos (que forman las fibras cinetocóricas), los cinetocoros que no están anclados generan una señal para evitar la progresión prematura hacia anafase antes de que todos los cromosomas estén correctamente anclados y alineados en la placa metafásica. Esta señal activa el checkpoint de mitosis.

Anafase
Cuando todos los cromosomas están correctamente anclados a los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula procede a entrar en anafase.
Entonces tienen lugar dos sucesos. Primero, las proteínas que mantenían unidas ambas cromatidas hermanas (las cohesinas), son cortadas, lo que permite la separación de las cromátidas. Estas cromátidas hermanas, que ahora son cromosomas hermanos diferentes, son separados por los microtúbulos anclados a sus microtúbulos al desensamblarse, dirigiéndose hacia los centrosomas respectivos.

A continuación, los microtúbulos no asociados a cinetocoros se alargan, empujando a los centrosomas (y al conjunto de cromosomas que tienen asociados) hacia los extremos opuestos de la célula. Este movimento parece estar generado por el rápido ensamblaje de los microtúbulos.
Estos dos estadios se denominan a veces anafase temprana (A) y anafase tardía (B). La anafase temprana viene definida por la separación de cromátidas hermanas, mientras que la tardía por la elongación de los microtúbulos que produce la separación de los centrosomas. Al final de la anafase, la célula ha conseguido separar dos juegos idénticos de material genético en dos grupos definidos, cada uno alrededor de un centrosoma.

Telofase
La telofase (del griego τελος, que significa "finales") es la reversión de los procesos que tuvieron lugar durante profase y prometafase. Durante la telofase, los microtúbulos no unidos a cinetocoros continúan alargándose, estirando aún más la célula. Los cromosomas hermanos se encuentran cada uno asociado a uno de los polos. La membrana nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos, utilizando fragmentos de la membrana nuclear de la célula original. Ambos juegos de cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos, se descondensan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está completa.

Citocinesis
La citocinesis es un proceso independiente, que se inicia simultáneamente a la telofase. Técnicamente no es parte de la mitosis, sino un proceso aparte, necesario para completar la división celular. En las células animales, se genera un surco de escisión que contiene un anillo contráctil de actina en el lugar donde estuvo la placa metafásica, estrangulando el citoplasma y aislando así los dos nuevos núcleos en dos células hijas. Tanto en células animales como en plantas, la división celular está dirigida por vesículas derivadas del aparato de Golgi, que se mueven a lo largo de los microtúbulos hasta la zona ecuatorial de la célula. En plantas esta estructura coalesce en una placa celular en el centro del fragmoplasto y se desarrolla generando una pared celular que separa los dos núcleos. El fragmoplasto es una estructura de microtúbulos típica de plantas superiores, mientras que algunas algas utilizan un vector de microtúbulos denominado ficoplasto durante la citocinesis. Al final del proceso, cada célula hija tiene una copia completa del genoma de la célula original. El final de la citocinesis marca el final de la fase M.

GAMETOGÉNESIS
Gametogénesis es la formación de gametos por medio de la meiosis a partir de células germinales. Mediante este proceso, el número de cromosomas que existe en las células germinales se reduce de diploide a haploide, es decir, a la mitad del número de cromosomas que contiene una célula normal de la especie de que se trate. En el caso de los humanos si el proceso tiene como fin producir espermatozoides se le denomina espermatogénesis y se realiza en los testículos. En caso contrario, si el resultado es óvulos se denomina ovogénesis y se lleva a cabo en los ovarios.

Este proceso se realiza en dos divisiones cromosomicas y citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente Meiosis I y Meiosis II. Ambas comprenden Profase, Prometafase, Metafase, Anafase, Telofase y Citocinesis. Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan con el huso mitótico y se distribuyen en diferentes polos de la célula. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos de las nuevas células. Entre estas dos fases sucesivas no existe la fase S (duplicación del ADN).

La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética.

Espermatogénesis
La espermatogénesis es el mecanismo encargado de la producción de espermatozoides; es la gametogénesis en el hombre. Este proceso se desarrolla en los testículos, aunque la maduración final de los espermatozoides se produce en el epidídimo1. La espermatogénesis tiene una duración aproximada de 64 a 75 días en la especie humana, y consta de 3 fases o etapas: fase proliferativa, meiosis o espermatocitogénesis, y espermiogénesis o espermiohistogénesis.

Los espermatozoides son células haploides que tienen la mitad de los cromosomas que una célula somática, son móviles y son muy diferenciadas. La reducción en ellas se produce mediante una división celular peculiar, la meiosis en el cuál una célula diploide (2n), experimentará dos divisiones celulares sucesivas sin un paso de duplicación del ADN entre dichas divisiones, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n).

Ovogenésis

Proceso de formación de gametos femeninos, que se localizan en los ovarios. Las ovogonias se ubican en los folículos del ovario, crecen y tienen modificaciones; estos llevan a la primera división meiótica que da como resultado un ovocito primario (que contiene la mayor parte del citoplasma) y un primer corpúsculo polar. Las 2 células resultantes efectúan meiosis II, del ovocito secundario se forman una célula grande (que tiene la mayor parte del citoplasma) y un segundo corpúsculo polar, estos se desintegran rápidamente, mientras que la célula grande se desarrolla convirtiéndose en los gametos femeninas llamadas ovulo. Al ovulo lo rodean una capa de diferentes células, a esa capa se le llama folículo de Graaf. La ovogénesis cuenta con diversas fases las cuales son: -Proliferación: durante el desarrollo embrionario, las células germinales de los ovarios sufren mitosis para originar a las ovogonias - Crecimiento: en la pubertad crecen para originar los ovocitos de 1er orden -Maduración: el ovocito del primer orden sufre meiosis
La ovogénesis comienza antes del nacimiento y se completa durante la vida reproductiva de la mujer.



Gónadas
También llamadas órganos sexuales primarios funcionan como glándulas mixtas en la medida que se producen hormonas y gametos. Los órganos sexuales secundarios son aquellas estructuras que maduran en la pubertad y que son esenciales en el cuidado y transporte de gametos, son rasgos que se consideran de atracción sexual.

Testículos, son 2 estructuras ovaladas que se hallan suspendidas dentro del escroto mediante cordones espermáticos, son las que producen semen y líquido testicular; su función endocrina es liberar hormonas masculinas como la testosterona, quienes participaran en mantener los caracteres sexuales masculinos.

Ovarios, son 2 órganos con forma de almendra, situados en los extremos de las trompas de Falopio, los ovarios son formados aproximadamente cuando el feto hembra tiene 3 meses y cuando la mujer entra a la pubertad los óvulos se van desarrollando. Su función endocrina es liberar hormonas como la progesterona y estrógeno, las cuales intervendrán en el ciclo ovárico.

Función de las hormonas sexuales

Hombre, la testosterona es la principal hormona masculina, la sintetizan un grupo de células llamadas células de Leyding, esta hormona promueve la espermatogénesis o en casos de abundancia la inhibe. El hipotálamo segrega el factor de liberación por las gonadotrofinas (GRF), el cual estimula la adenohipófisis y este a su vez estimule a la Hipófisis para que libere la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH).

Mujer, las hormonas producidas por los ovarios (los estrógenos y la progesterona) participan también en un gran número de funciones diferentes a las puramente sexuales y de reproducción. Por ejemplo, influyen sobre el metabolismo de los huesos, de los músculos y de la piel. Asimismo, gracias a sus efectos sobre el cerebro, estas hormonas influyen en buena medida sobre el comportamiento de la mujer.

Estrógenos
• Los estrógenos determinan la distribución de la grasa del cuerpo, que le confieren el contorno característico a la silueta femenina. De este modo, el cuerpo de la mujer presenta una acumulación de grasa en la región de las caderas y alrededor de los senos.
• Los estrógenos también promueven la pigmentación de la piel, sobre todo en áreas como los pezones y la región genital.
• El comportamiento de la mujer, en particular el deseo sexual (o libido), está claramente influido por la acción de los estrógenos en el cerebro.
• Uno de los más importantes efectos de los estrógenos es el que ejerce sobre el metabolismo del hueso. Estas hormonas mantienen la consistencia del esqueleto, impidiendo la salida de calcio del hueso durante la edad reproductiva de la mujer.
• Los estrógenos contrarrestan la acción de otras hormonas, como la hormona paratiroidea entre otras, que promueven la llamada "resorción" ósea, es decir, el proceso por el cual el hueso se hace más frágil o "poroso".
• Los estrógenos también influyen sobre el metabolismo de las grasas y del colesterol de la sangre. En la época de la vida de la mujer comprendida entre los 15 y los 45 años, aproximadamente, y gracias a la acción de los estrógenos, los niveles de colesterol suelen no ser elevados, y el riesgo de sufrir aterioesclerosis o infarto cardiaco es muy bajo. Además de la reducción en los niveles de colesterol total, los estrógenos inducen elevación del "colesterol bueno", o colesterol de alta densidad, lo que protege aún más a la mujer del riesgo de presentar un infarto.

Progesterona
• Además de los efectos señalados para la progesterona sobre el útero, esta hormona afecta la parte glandular del seno, induciendo aumento de tamaño de la glándula, especialmente, en los días previos a la menstruación.
• La progesterona estimula una moderada retención de agua y sal por parte del riñón, lo que se traduce en un discreto incremento del peso corporal y acumulación local de líquidos en los senos, el abdomen y los miembros inferiores. Este efecto "congestivo", que es más notorio en la segunda etapa del ciclo, se ha llamado "síndrome de tensión premenstrual" y es debido al predominio de progesterona en los días que anteceden al sangrado genital normal.
• Gracias a su acción sobre el cerebro y el sistema nervioso central, la progesterona puede influir sobre la temperatura del cuerpo, al tiempo que estimula los centros respiratorios, incrementando la frecuencia de la ventilación pulmonar. Algunos experimentos han mostrado también que la progesterona podría tener un cierto efecto "depresivo" sobre la parte afectiva de la mujer, el cual puede ser más evidente también durante esa segunda fase del ciclo, o sea, en el periodo previo a la menstruación.

Diferencias entre espermatogénesis y ovogénesis

Espermatogénesis
• Se realiza en los testículos
• Ocurre a partir de la espermatogonia
• Cada espermatogonia da origen a cuatro espermatozoides
• En la meiosis el material se divide equitativamente
• Los espermatozoides se producen durante toda su vida
• Se produce en el hombre
• De un espermatocito I, se forman 4 espermios funcionales.

Ovogénesis
• Se realiza en los ovarios
• Ocurre a partir de la ovogonia
• Cada ovogonia da origen a un ovocito II el cual sólo en el caso de ser fecundado pasará a llamarse óvulo y a 2 cuerpos polares I y a un cuerpo polar II (sólo en caso de fecundación).
• En meiosis I no se divide el citoplasma por igual, quedando una célula hija (ovocito II) con casi todo el citoplasma
• La mujer nace con un número determinado de Folículos, aproximadamente 400.000
• Se produce en la mujer
• De un ovocito I, se forma un óvulo funcional.
Semejanzas entre espermatogénesis y ovogénesis
• Ambos son sub-procesos de la gametogénesis
• Los 2 producen gametos
• En ambos se produce la meiosis y mitosis
• Los 2 son procesos de la reproducción sexual en mamíferos
• Ambos procesos se producen dentro de las gónadas
• Los 2 inician sus fases a partir de la mitosis
Comparación entre óvulos y espermatozoides

Ovocito II
• Más grande que el espermatozoide
• Tiene vitelo (reserva nutritiva)
• No tiene movimiento
• Sirve sólo 1 de cada célula germinal
• Se produce en el ovario
Espermatozoide
• Pequeño en comparación al ovocito II
• No tiene reservas nutritivas
• Se mueve por medio de su flagelo
• Sirven 4 de cada célula germinal
• Se produce en el testículo