El Ciclo Celular

La vida de una célula, desde que nace por la división de una célula predecesora hasta que vuelve a dividirse o muere, pasa por una serie de períodos que constituyen su ciclo vital. De estas cuatro fases, las dos más importantes son la fase S, en la que se replica el ADN de los cromosomas, y la fase M, que corresponde a un breve período denominado mitosis. Después de la fase M transcurre la fase de intervalo G₁ (de inglés gap = intervalo), y entre las fases S y M tiene lugar la segunda fase de intervalo G₂. La fase S junto con las fases G₁ y G₂ constituyen la interfase o el intervalo comprendido entre dos divisiones mitóticas sucesivas, que abarca, aproximadamente, el 90% del tiempo del ciclo celular y en la cual la célula se prepara para la división.

Fases del Ciclo Celular

1. Fase G₁

Comienza inmediatamente después del nacimiento de la célula, al finalizar la mitosis anterior. Es la primera fase de crecimiento y se caracteriza por una intensa actividad biosintética, ya que los genes se transcriben y traducen para sintetizar las proteínas necesarias para el crecimiento celular.

2. Fase S

Una vez que la célula ha doblado su tamaño, se inicia la síntesis de ADN y la replicación de los cromosomas con el fin de que cada una de las células hijas contenga una copia idéntica del genoma. En este momento, y hasta el final de la fase M, la célula contiene doble cantidad de ADN. También se duplican los dos centriolos de cada centrosoma.

3. Fase G₂

En esta etapa se producen los últimos preparativos para la división celular. Es la segunda fase de crecimiento, en la que se transcriben y traducen ciertos genes para sintetizar determinadas proteínas necesarias para la división de la célula. Los cromosomas ya duplicados, dispersos en el núcleo en forma de filamentos de cromatina, empiezan a condensarse en estructuras más compactas.

4. Fase M

Es la última etapa del ciclo, en la que los cromosomas y el contenido citoplasmático se distribuyen equitativamente entre las células hijas. Incluye la mitosis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma). Durante esta fase se detienen todos los procesos de biosíntesis.

5. Fase G₀

Esta etapa se denomina fase de reposo, aunque, en realidad, las células que se encuentran en esta fase no están nada en reposo. Es la fase de diferenciación celular en la que las células especializadas mantienen una febril actividad metabólica, ya que están realizando las funciones propias de su especialidad: transmitir impulsos nerviosos, fagocitar cuerpos extraños, transportar oxígeno, etcétera.

División Celular en las Células Animales

Las células de un animal adulto se pueden clasificar en tres grupos generales según su capacidad de multiplicación:

Células que permanecen indefinidamente en fase G₀

Son células adultas que han salido del ciclo celular y han perdido su capacidad de división. Se generan en el desarrollo embrionario, y tras la diferenciación celular, no se vuelven a dividir y forman parte de los tejidos especializados durante toda la vida. No se dividen y no se reponen si se pierden por una lesión. Se trata de un reducido número de células especializadas como las células de determinados tejidos musculares.

Células que se encuentran temporalmente en fase G₀

La mayoría de las células de un animal adulto, aunque tienen capacidad para dividirse cierto número de veces, solo lo hacen en circunstancias especiales (cicatrización, regeneración, etc.). Se encuentran en fase G₀ del ciclo celular, pero reanudan su división cuando se estimulan por determinados factores mitogénicos. Este es el caso de los fibroblastos de la piel y las células del músculo liso.

Células Madre

Son células que se dividen continuamente para dar lugar a células hijas que pueden diferenciarse en distintos tipos celulares o permanecer como células madre. Otro grupo especial de células son las células cancerosas. Estas células, debido a una acumulación de mutaciones, han perdido la regulación de su ciclo celular, por lo que su comportamiento es anormal y se dividen indefinidamente amontonándose unas sobre otras: se convierten en inmortales.

El Suicidio Celular: Apoptosis

Para mantener constante el número de células de nuestro cuerpo dentro de unos límites, así como el buen funcionamiento del organismo, las células, llegado un determinado momento, se «suicidan».

La Apoptosis

La apoptosis (de un término griego que significa caer, como las hojas de un árbol) es un mecanismo fisiológico normal de muerte celular programada que tiene lugar en los organismos pluricelulares tanto en el desarrollo embrionario como en la etapa adulta.

Durante el desarrollo embrionario

La apoptosis desempeña un importante papel al eliminar todas las células innecesarias en diversidad de tejidos. Por ejemplo, elimina el tejido interdigital durante la formación de los dedos de los pies y de las manos en el desarrollo embrionario de los seres humanos.

En el individuo adulto

Interviene en el recambio de tejidos, renovación de epitelios, así como en la destrucción de células que representan una amenaza para la integridad del organismo. Este es el caso de células infectadas por virus, poblaciones de linfocitos autorreactivos que producen enfermedades autoinmunes y células portadoras de mutaciones potencialmente dañinas. La muerte celular programada implica una serie de cambios celulares:

• La célula se arruga por pérdida de agua y se desprende de sus vecinas. Se producen en su superficie cambios morfológicos (como burbujas), y en el núcleo, la cromatina se condensa cerca de la membrana nuclear.
• El núcleo se fragmenta y la célula queda reducida a cuerpos apoptóticos o fragmentos celulares, constituidos por la membrana celular que engloba el material citoplasmático y el nuclear.
• Los cuerpos apoptóticos son ingeridos por células vecinas y células «carroñeras» (macrófagos) sin que el contenido celular, que aún es activo, se libere al exterior. Así, se evita la inflamación y el daño tisular.

La maquinaria intracelular responsable de la apoptosis es semejante en todas las células animales y depende de una familia de enzimas proteolíticas, llamadas caspasas, que desencadenan la muerte celular fragmentando las proteínas de manera específica en el citoplasma y en el núcleo. Algunas caspasas fragmentan y rompen de manera irreversible las láminas nucleares. Otras cortan una proteína que normalmente mantiene inhibida una enzima que degrada el ADN (una ADNasa) liberando así la ADNasa que fragmentará el ADN del núcleo celular.