La reproducción celular: mitosis y meiosis

El ADN no siempre tiene el mismo aspecto. Su forma cambia según el momento de la vida celular:

• Cromatina: Es el ADN desenrollado, asociado a proteínas llamadas histonas. Tiene un aspecto de "hilo de lana" desordenado dentro del núcleo.
• Cromosomas: Cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa y se empaqueta formando estructuras visibles al microscopio. Cada cromosoma duplicado consta de dos cromátidas hermanas (copias idénticas) unidas por un punto central llamado centrómero.
• Cariotipo humano: Es el conjunto de cromosomas de una célula. Los humanos tenemos 46 cromosomas (23 pares). Somos organismos diploides (2n), lo que significa que tenemos dos juegos de cromosomas: uno del padre y otro de la madre.

El ciclo celular es el "reloj vital" de la célula y se divide en dos etapas principales:

1. Interfase: Es el periodo más largo, donde la célula crece y se prepara.
   • Fase G1: La célula aumenta de tamaño y sintetiza proteínas.
   • Fase S (Síntesis): Es el momento crítico donde se produce la duplicación del ADN. Al final de esta fase, cada cromosoma tiene dos cromátidas.
   • Fase G2: La célula termina de crecer y prepara las estructuras necesarias para la división.
2. Fase M (División): Incluye la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma).

¿Por qué se dividen las células?

• Crecimiento: Permite que un organismo pluricelular pase de ser una única célula (cigoto) a millones de ellas.
• Renovación celular: Sustituye células muertas o dañadas (por ejemplo, en la piel o la sangre).
• Transmisión de información: Asegura que las nuevas células tengan las instrucciones genéticas necesarias para funcionar.

1. Profase: La cromatina se condensa en cromosomas. La membrana nuclear desaparece y se empieza a formar el huso acromático (unas fibras que moverán los cromosomas).
2. Metafase: Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, formando la placa ecuatorial. Las fibras del huso se pegan a los centrómeros.
3. Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos de la célula. Ahora cada cromátida es un cromosoma individual.
4. Telofase: Los cromosomas llegan a los polos y comienzan a descondensarse. Se vuelve a formar la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.

Es la división física del citoplasma. Ocurre de forma distinta según el tipo de célula:

• Células animales: Se forma un anillo contráctil de proteínas que estrangula la célula por el centro hasta dividirla en dos.
• Células vegetales: Como tienen una pared rígida de celulosa, no pueden estrangularse. En su lugar, fabrican un tabique llamado fragmoplasto que divide la célula desde el interior hacia fuera.

El resultado final son dos células con el mismo número de cromosomas que la madre (2n → 2n). En organismos unicelulares, este es su método de reproducción asexual.

Es la fase más importante porque es donde ocurre el intercambio genético.

• Profase I: Los cromosomas homólogos (el del padre y la madre) se emparejan mediante un proceso llamado sinapsis. Aquí ocurre el sobrecruzamiento (crossing-over): los cromosomas intercambian fragmentos de ADN.
• Metafase I: Los pares de homólogos se sitúan en la placa ecuatorial.
• Anafase I: Se separan los cromosomas homólogos, no las cromátidas. Cada cromosoma del par se va a un polo.

Esta fase es muy similar a una mitosis normal.

• Las células resultantes de la meiosis I vuelven a dividirse.
• En la Anafase II, ahora sí se separan las cromátidas hermanas.
• El resultado final son cuatro células hijas haploides (n), es decir, con la mitad de cromosomas y genéticamente distintas entre sí.

La meiosis es el motor de la evolución gracias a:

1. Recombinación genética: El intercambio de trozos de ADN en la Profase I crea cromosomas únicos que no existían antes.
2. Segregación independiente: La forma en que los cromosomas se reparten en las células hijas es aleatoria. Esto explica por qué los hermanos no son idénticos aunque tengan los mismos padres.

La meiosis es imprescindible para la reproducción sexual. Si los gametos (óvulo y espermatozoide) no fueran haploides ($n=23$), al unirse en la fecundación, el cigoto resultante tendría el doble de cromosomas de los necesarios. Gracias a la meiosis, se mantiene constante el número de cromosomas de la especie generación tras generación ($n + n = 2n$).

A veces, la maquinaria celular falla.

• No disyunción: Ocurre cuando los cromosomas no se separan correctamente durante la anafase. Esto da lugar a aneuploidías, células con cromosomas de más o de menos.
• Ejemplo: El Síndrome de Down (trisomía 21) se produce cuando un individuo tiene tres copias del cromosoma 21 en lugar de dos.
• Cáncer: Si los mecanismos de control del ciclo celular fallan y la célula empieza a dividirse sin control y de forma muy rápida, se originan tumores. El estudio de la mitosis es fundamental para encontrar tratamientos contra esta enfermedad.

Resumen para el examen:

• Mitosis: Conserva la información (2n → 2n).
• Meiosis: Crea diversidad y reduce la carga genética (2n → n).
• Fase S: Es cuando se duplica el ADN.
• Sobrecruzamiento: Ocurre solo en la Profase I de la meiosis.