División celular: qué es, procesos, tipos y ciclo celular

La división celular es el proceso en el que una célula inicial se divide para, a su vez, formar células hijas. Este proceso hace parte del ciclo celular y es el proceso que permite el crecimiento de los seres vivos; en los seres humanos, al día, las células pueden llegar a dividirse al menos, 2 trillones de veces. Y es que el cuerpo humano, nace de una sola célula, pero para la edad adulta, una persona, en promedio, puede llegar a tener 37 trillones de células; depende del tamaño de la persona.

Uno de los objetivos de la división celular es la repartición correcta del ADN; cuando esto no pasa, es probable que se presente una célula no funcional. Otra razón para el proceso de división celular, es reemplazar las células que se encuentren dañadas, viejas o muertas, por células nuevas. Por ejemplo, cuando la piel se daña por un raspón o una cortada, esas células dañadas o muertas, se reemplazan por las células nuevas que reparan la piel.

La división celular es diferente de acuerdo al organismo, por ejemplo, en los organismos unicelulares, este proceso se da mediante la reproducción asexual; mientras que en los organismos pluricelulares el crecimiento lo permite el desarrollo de los tejidos. (Ver también: Niveles de organización del cuerpo humano)

Procesos de la división celular

Interfase

Es la primera fase del ciclo celular en donde la célula se prepara para dividirse. En esta fase, que es donde la célula pasa la mayor parte del tiempo, la célula obtiene y metaboliza nutrientes para creer y copia el ADN, preparándose para la mitosis.

Mitosis

Básicamente, en la fase de la mitosis, la célula, para hacer dos células nuevas, divide su citoplasma y su ADN duplicado. En esta fase se llevan a cabo dos procesos, la mitosis y la citocinesis. La mitosis, a su vez, ocurre en 4 etapas que son: la profase, la metafase, la anafase y la telofase.

Por su parte, en el proceso de citocinesis, el citoplasma de la célula; que es la parte que rodea al núcleo se divide en dos y es lo que forma las dos nuevas células. Cuando la fase de la mitosis se completa correctamente, las nuevas células quedan genéticamente idénticas, lo que permite la reparación tisular y el crecimiento de los seres vivos. (Ver también: La célula y la teoría celular)

Meiosis

En este proceso de la división celular, una célula diploide, es decir, una célula que tiene dos series de cromosomas, sufre a su vez, dos divisiones sucesivas. Esta fase es muy importante, porque los seres vivos con reproducción sexual, como los seres humanos, es la fase en la cual se producen los gametos; es decir, las células sexuales, por una parte, el ovocito que es el óvulo inmaduro y los espermatozoides.

Regulación del ciclo celular

La división celular se lleva a cabo todo el tiempo en nuestro cuerpo, sin embargo, hay dos opciones, una que se hace de manera controlada y otra sin control. Las células cuando están sanas se dividen de manera controlada solo cuando las condiciones son las adecuadas y necesarias. Es decir, antes de la división, estás células revisan su información interna para determinar si se dividen o no; por ejemplo, el primer punto de control revisa el tamaño de la célula, los nutrientes, si hay daño en el ADN y factores de crecimiento.

En el segundo punto de control nuevamente revisan la integridad del ADN y si éste fue copiado completamente. Y el siguiente punto de control que se conoce como el “punto de control del huso”, la célula revisa el acoplamiento del cromosoma al huso en la placa metafásica; es decir, que todas las cromátidas hermanas están unidas adecuadamente a los microtúbulos del huso.

Por otra parte, hay un proceso de división celular sin control que son con las células cancerosas. El cáncer es una enfermedad producto de la división celular descontrolada, vinculado generalmente, a unos cambios en la actividad de los reguladores del ciclo celular; que son las enzimas Cdks, un complejo enzimático APC/C y las proteínas ciclinas.

Tipos de división celular y sus aplicaciones prácticas

La división celular es un proceso esencial para la vida, y existen dos tipos principales: mitosis y meiosis. Aunque ambos procesos permiten la creación de nuevas células, cumplen funciones diferentes y se llevan a cabo de maneras distintas.

Mitosis

La mitosis es el proceso de división celular que permite a una célula somática (cualquier célula del cuerpo que no sea una célula sexual) dividirse en dos células genéticamente idénticas. Este tipo de división es crucial para el crecimiento, la reparación de tejidos y el reemplazo de células viejas o dañadas. Durante la mitosis, una célula madre duplica su material genético (ADN) y lo distribuye equitativamente entre dos células hijas.

Aplicaciones de la mitosis en la medicina y la biotecnología

Clonación terapéutica: la mitosis es fundamental en la clonación terapéutica, un proceso donde se utilizan células somáticas para generar tejidos o incluso órganos completos que puedan ser trasplantados sin riesgo de rechazo, ya que son genéticamente idénticos al donante.

Regeneración de tejidos: en medicina regenerativa, la mitosis permite la creación de células en cultivos de laboratorio para regenerar tejidos dañados. Este proceso es clave en tratamientos para quemaduras, úlceras y algunas lesiones óseas.

Terapia génica: la mitosis también es relevante en la terapia génica, donde se modifican genéticamente las células del paciente para corregir defectos genéticos. Después de la modificación, estas células se dividen, transmitiendo las correcciones genéticas a las células hijas, lo que permite el tratamiento de enfermedades hereditarias.

Meiosis

La meiosis, por otro lado, es un tipo de división celular que ocurre en células germinales (óvulos y espermatozoides). A diferencia de la mitosis, la meiosis reduce a la mitad el número de cromosomas, lo que es crucial para la reproducción sexual. En los seres humanos, la meiosis produce gametos con 23 cromosomas cada uno, que se fusionan durante la fecundación para formar un cigoto con 46 cromosomas.

Aplicaciones de la meiosis en la reproducción y la biotecnología

Reproducción asistida: la comprensión y manipulación de la meiosis son esenciales en técnicas de reproducción asistida, como la fertilización in vitro (FIV). Durante este proceso, se recolectan óvulos que han completado la meiosis para ser fecundados artificialmente y, posteriormente, implantados en el útero.

Estudios genéticos: la meiosis también es clave en estudios genéticos y en la investigación sobre la herencia y la variabilidad genética. Al entender cómo se recombinan los cromosomas durante la meiosis, los científicos pueden predecir patrones de herencia y desarrollar tratamientos para enfermedades genéticas.

Mejora genética en agricultura: en biotecnología agrícola, la meiosis es utilizada para producir híbridos y variedades mejoradas de plantas. A través de la reproducción selectiva, se combinan rasgos deseables, como la resistencia a enfermedades o el aumento de la productividad, en una nueva generación de cultivos.

Errores en la división celular: consecuencias y enfermedades asociadas

La división celular es un proceso sumamente complejo y, aunque generalmente ocurre de manera precisa, a veces pueden producirse errores. Estos errores pueden tener consecuencias graves, ya que afectan la integridad genética de las células y pueden llevar al desarrollo de enfermedades. Entre los errores más comunes se encuentran las aneuploidías y las mutaciones.

Aneuploidías

Las aneuploidías ocurren cuando una célula tiene un número incorrecto de cromosomas, ya sea más o menos del número normal. Este error suele producirse durante la meiosis, cuando los cromosomas no se separan adecuadamente.

Síndrome de Down: una de las aneuploidías más conocidas es el síndrome de Down, causado por la presencia de una copia extra del cromosoma 21. Este trastorno genético conduce a una variedad de características físicas y cognitivas, como el retraso en el desarrollo, problemas cardíacos, y una mayor susceptibilidad a infecciones.

Síndrome de Turner: este síndrome afecta solo a mujeres y es causado por la ausencia parcial o total de un cromosoma X. Las mujeres con este síndrome suelen tener baja estatura, infertilidad, y problemas cardíacos.

Síndrome de Klinefelter: en este caso, los hombres tienen un cromosoma X adicional, resultando en un cariotipo XXY. Este síndrome puede causar infertilidad, desarrollo anormal de las características sexuales secundarias, y algunas dificultades de aprendizaje.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios permanentes en la secuencia del ADN. Estos errores pueden ocurrir de manera espontánea durante la replicación del ADN en la mitosis o ser inducidos por factores externos como la radiación o sustancias químicas.

Cáncer: el cáncer es una enfermedad que surge cuando las células acumulan mutaciones que les permiten dividirse sin control. Estas mutaciones pueden afectar genes que regulan el ciclo celular, como los oncogenes y los genes supresores de tumores. La división celular descontrolada lleva a la formación de tumores y, en algunos casos, a la metástasis, donde las células cancerosas se diseminan a otras partes del cuerpo.

Anemia falciforme: este trastorno lo causa una mutación puntual en el gen de la hemoglobina. Esto altera la forma de los glóbulos rojos y causa problemas como dolor, anemia crónica, y daño a órganos.

Fibrosis quística: otra enfermedad genética causada por una mutación es la fibrosis quística. Esta mutación afecta una proteína que regula el transporte de sal y agua en las células, lo que lleva a la acumulación de moco espeso en los pulmones y otros órganos, causando infecciones recurrentes y problemas respiratorios.