MundoBiología » Mitosis: Fotocopiado celular

Tiempo estimado de lectura 4:35 min. rellotge

Mitosis: Fotocopiado celular

La mitosis es el proceso por el que una célula se divide en dos copias idénticas. Es el modo de reproducción de los organismos asexuales y el mecanismo que nos permite crecer a partir del óvulo fecundado y reparar nuestros tejidos.

Estrictamente hablando, la mitosis es sólo la fase del ciclo celular en que el material genético (previamente duplicado en una fase de aparente reposo) se condensa y se reparte equitativamente a cada uno de los dos polos de la célula. Luego sigue la citocinesis, la formación de una barrera entre los polos y la separación de las dos células hijas. El reparto del material genético va acompañado también del reparto (no necesariamente simétrico) de los orgánulos celulares (algunos de ellos, como mitocondrias y cloroplastos, se duplican independientemente).

Los cromosomas sólo se hacen visibles cuando las hebras de ADN son empaquetadas fuertemente en la etapa inicial de la mitosis por unas proteínas, las histonas, para facilitar su reparto. Entonces comienza lo que los primeros maravillados observadores describieron como “la danza de los cromosomas”, un complejo conjunto de movimientos, perfectamente orquestados. Los cromosomas hermanos son ordenados simétricamente en una placa ecuatorial, separados tras disgregar el pequeño puente central que los mantiene unidos y arrastrados delicadamente hacia cada polo.

El encargado de dirigir todo este proceso es un orgánulo celular bastante peculiar, el centrosoma. No se conoce su origen evolutivo, ya que no lo posee ningún grupo de bacterias. Recientemente se ha descubierto que contiene material genético propio, sorprendentemente ARN en lugar de ADN, pero su secuencia no se parece a la de ningún organismo conocido. Esto explicaría que el centrosoma posea capacidad de reproducción, desligada de la replicación del ADN nuclear. Cuando la célula no se está dividiendo se observa un corpúsculo pequeño al lado del núcleo. Cuando se inicia la mitosis, este corpúsculo se duplica y cada una de las copias se va dirigiendo poco a poco hacia cada extremo de la célula.

El centrosoma es un complejo macromolecular de ensamblaje y ordenación espacial de unas estructuras proteicas filiformes, los microtúbulos, que forman parte del armazón de la célula eucariótica e intervienen en su compartimentación interna. Gracias a que son elementos dinámicos, que constantemente crecen y se disgregan, permiten a las células cambiar de forma y desplazarse. Otros filamentos contráctiles del citoesqueleto, los de las proteínas actina y miosina (que son las que hacen funcionar nuestros músculos), estrujan la célula por el ecuador después de que el material del núcleo se haya reorganizado en cada polo, para provocar la separación de las dos células. El centrosoma participa también en la organización de estos filamentos contráctiles.

Los microtúbulos son los hilos encargados de pescar a los cromosomas y arrastrarlos hasta cada polo celular. El extremo de los microtúbulos que crece saliendo del centrosoma, se mueve ondulantemente hasta que localiza el cinetocoro, un complejo proteico unido a los cromosomas, y se une a él. Los cromosomas son movidos gracias a fuerzas creadas por moléculas dispersas a lo largo del aparato mitótico (que pueden también actuar gracias a fenómenos de contracción-extensión).

El centrosoma consiste en una matriz de material pericentriolar, compuesto sobre todo por proteínas de diversa naturaleza y función. Abunda la gamma-tubulina, una proteína conservada en todos los eucariotas, que parece ser imprescindible para la formación de los gérmenes de los microtúbulos. En el centro del centrosoma (salvo en plantas y algunos otros organismos), aparecen dos estructuras muy curiosas, los centriolos, dispuestos perpendicularmente uno respecto al otro (aún no se conoce demasiado bien el porqué de esta orientación). Los centriolos son pequeños cilindros huecos, formados por nueve paquetes de 3 microtúbulos unidos entre sí. Estas estructuras aparecen también en el cuerpo basal de cilios y flagelos. En algunos organismos unicelulares se ha demostrado que los centriolos del cuerpo basal pueden migrar hasta los centrosomas antes de que se inicie la mitosis. Los centriolos son útiles para la organización espacial del centrosoma.

Se ha demostrado que los centrosomas no inducen el inicio de la mitosis, sino que responden a señales del citoplasma. Centrosomas purificados extraídos de huevos de rana inducen la formación de microtúbulos estables, como los del citoesqueleto, si son añadidos a células en la fase previa a la mitosis. En cambio, si son añadidos a células en mitosis, los centrosomas originan microtúbulos inestables y móviles, como los del aparato mitótico. Una de las señales activadoras es la presencia de una proteína quinasa (lo que no es raro ya que estas moléculas suelen actuar como activadoras de otras proteínas).

La correcta separación de los cromosomas a partir de la madeja informe que forman en el núcleo antes de la mitosis y su correcto reparto y transporte a las dos células resultantes, son procesos cruciales para la supervivencia de los organismos. Los cromosomas pueden romperse y los brazos rotos pueden unirse a otros cromosomas o invertir su posición. A veces, los dos cromosomas hermanos no se separan, con lo que una de las células recibe los dos y la otra, ninguno. Si las alteraciones se producen en etapas tempranas del desarrollo pueden dar lugar a graves malformaciones. Una de estas alteraciones es la trisomía de un cromosoma, la presencia de tres copias en cada célula en lugar de las dos habituales. La mayoría de las trisomías son letales, pero otras permiten la supervivencia aunque originan trastornos, como en el caso del síndrome de Down, causado por la trisomía del cromosoma 21. Esto se debe a que este cromosoma contiene relativamente pocos genes.

Las células cancerosas presentan multitud de alteraciones cromosómicas. Hoy se acepta que una de las principales causas del cáncer es el fallo de los mecanismos mitóticos. Estas alteraciones se van acumulando con las sucesivas divisiones celulares y cuando las células alcanzan un determinado grado de caos cromosómico, los mecanismos de reparación de errores y de control de la proliferación celular sufren un colapso. Se sospecha que hay genes maestros que están en la base de muchísimos casos de cáncer y hay fuertes indicios de que podrían ser los responsables de la formación y el funcionamiento correctos del centrosoma y los otros elementos del aparato mitótico. Las armas terapéuticas ideadas para restaurar la función normal de estos genes podrían ganar la batalla decisiva en la lucha contra el cáncer.