El Ciclo Celular

El ciclo celular comprende todos los acontecimientos que tienen lugar en una célula desde que nace tras completarse una división celular hasta que se divide en dos células hijas tras otro proceso de división.

En este tema estudiaremos el ciclo en sí mismo con sus fases y procesos más importantes, para después analizar los dos procesos de división celular: la mitosis, que es la división celular que tiene lugar en las células somáticas, es decir, las células que componen el ser vivo, y la meiosis, que es la división celular por la cual el ser vivo produce sus células sexuales, es decir aquellas encargadas de la reproducción.

Ciclo Celular

El ciclo celular se divide en dos grandes partes: el periodo de división celular, conocido genéricamente como M, y el período comprendido entre dos divisiones que se denomina interfase, conocido genéricamente como I.

La fase M, como ya indicamos, puede corresponder a dos tipos de procesos que analizaremos posteriormente: la mitosis y la meiosis.

La fase I o interfase es un periodo en general prolongado en el tiempo y en el que se encuentran casi todas las células durante la mayor parte de su vida. De hecho, algunas células muy especializadas, como las neuronas, quedan bloqueadas en fase I durante su madurez, perdiendo su capacidad de pasar a fase M (es decir, al llegar a la edad adulta, no se dividen).

Interfase (Fase I)

Durante la interfase la célula debe crecer, realizar todas las funciones vitales y todas aquellas tareas para las que esté programada cuando forma parte de un organismo pluricelular, además de prepararse para el siguiente proceso de división celular.

En la interfase se distinguen tres subfases consecutivas:

• Fase G1: es la primera fase de crecimiento celular.
• Fase S: o fase de síntesis, en la que la célula duplica su ADN para obtener dos copias idénticas.
• Fase G2: segunda fase de crecimiento, en la que la célula se prepara para el proceso de división celular.

Si el ADN se condensa durante la fase G1, cada cromosoma tendría solo una cromátida. Tras la fase S, en la que el ADN se duplica, cada cromosoma pasaría a tener dos cromátidas idénticas entre sí.

Ácidos Nucleicos: ARN

Características y significado

El ADN es una molécula muy valiosa, esencial para la vida de la célula y por eso debe ser protegida y resguardada. Por ese motivo se encuentra confinado en el núcleo y solo sale de éste durante la división celular.

Las proteínas, en cambio, no son fabricadas en el núcleo, sino en el citoplasma, bien en los ribosomas libres, bien en los ribosomas anclados al retículo endoplásmico rugoso.

La célula debe fabricar proteínas continuamente. Para llevar a cabo esta acción sin que el ADN sufra daños ni deba ser extraído del núcleo, la célula fabrica copias de las zonas de ADN que codifican para las proteínas que necesita. Estas copias del ADN se realizan en forma de un ácido nucleico conocido como ARN mensajero (ARNm).

Existen otros dos tipos de ARN, conocidos como ARN ribosomal, que forma parte de los ribosomas, y ARN de transferencia que se colabora en la descodificación del ARN y la conversión del paso de una secuencia de bases xánticas en una secuencia de aminoácidos.

Estructura del ARN

El ARN tiene ciertas similitudes con el ADN, ambos son una secuencia de nucleótidos en forma de cadena lineal no ramificada. Pero existen también importantes diferencias.

Como indicábamos con anterioridad, un cada nucleótido que forma parte de un ácido nucleico está formado por un azúcar unido a una base xántica. La primera diferencia entre el ADN y el ARN se encuentra, precisamente, en el azúcar que constituye cada nucleótido. Recordemos que el azúcar que constituía los nucleótidos del ADN era la Desoxirribosa; en el caso del ARN, el azúcar es la Ribosa.

Ácidos Nucleicos: ADN

Características Generales

El ADN, acrónimo de ácido desoxirribonucleico, es probablemente la macromolécula más importante y que mejor caracteriza a los seres vivos. Cada ser vivo tiene su propio ADN. Éste se encarga de codificar la información sobre cómo fabricar todas las proteínas del ser vivo e incorpora los mecanismos que indican cuándo y dónde fabricarlas.

Se trata de una macromolécula extremadamente importante y por esta razón se encuentra confinada en el núcleo celular, condensada formando una especie de ovillo denso y muy largo, denominado cromatina; salvo durante la división celular, momento en el cual debe abandonar el núcleo y condensarse formando unas estructuras denominadas cromosomas, que permiten el reparto equitativo del ADN entre las células hijas.

Estructura del ADN

El ADN es una macromolécula con estructura de doble cadena conformando una doble hélice. Tratemos de explicar detenidamente esta estructura.

Cada cadena de ADN está formado por una sucesión de nuceótidos. Cada nucleótido está constituido por un azúcar de cinco carbonos, en este caso desoxirribosa, unido a una base xántica, que puede ser Adenina, Timina, Citosina o Guanina. 

Las dos cadenas de ADN se encuentran unidas entres sí mediante enlaces débiles que las bases xánticas establecen entre ellas. Es decir, cada base xántica de una de las cadenas se empareja y une mediante un enlace débil a una base xántica de la otra cadena.

Pero esta unión o emparejamiento no tiene lugar de cualquier manera. Las bases se emparejan de solo de una determinada forma y así, si en una cadena tenemos la base xántica Adenina, en la contraria debemos tener una Timina, mientras que si tenemos una Guanina, esta deberá estar emparejada con una Citosina.

Ácidos Nucleicos: Características Generales

Las macromoléculas son moléculas orgánicas de gran tamaño. Entre las macromoléculas más destacadas encontramos los fosfolípidos, que forman las membranas biológicas, los polisacaridos, que almacenan energía y forman las paredes celulares de las células vegetales, las proteínas, que se definen como el principal componente funcional de los seres vivos y los ácidos nucleicos.

Los ácidos nucleicos son una familia de macromoléculas encargadas de codificar, preservar, transmitir y reproducir toda la información referida al funcionamiento del ser vivo.

Dentro de los ácidos nucleicos encontramos el código y las claves que indican al resto de componentes celulares qué proteínas deben ser fabricadas, cómo y cuando. Condicionan la herencia, la transmisión de caracteres desde los progenitores a los descendientes. Y los cambios accidentales en sus secuencias son responsables de trastornos y enfermedades, como el cáncer, pero también son responsables de los cambios y de la evolución, es decir, de la transformación de los individuos y de la aparición de nuevas especies.

Estructura General de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son cadenas lineales, no ramificadas y poliméricas, es decir, formadas por su unidades o estructuras más simples repetidas. Cada una de las subunidades son denominadas nucleótidos. 

Cada nucleótido está compuesto por un azúcar, variable dependiendo del ácido nucleico y por una molécula orgánica compleja perteneciente a una familia de compuestos denominados báses xanticas. Hay cinco bases xánticas diferentes: Adenina (A), Citosina (C), Timina (T), Guanina (G) y Uracilo (U).

La cadena se forma por la unión de los azúcares entre sí. Los ácidos nucleicos pueden estar formados por miles e incluso millones de nucleótidos dispuestos sucesivamente.

Existen dos grandes tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucléico (ARN).