Mitosis

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La mitosis se divide a los cromosomas en un núcleo de la célula .
Allium células en diferentes fases del ciclo celular, algunos en la mitosis.
Mitosis Drosophila larva.ogv
La mitosis en una Drosophila melanogaster 's larva (el video se extiende una hora de la mitosis, como se ve a través de un microscopio).

La mitosis es el proceso mediante el cual un eucariota celda separa los cromosomas en su núcleo de la célula en dos conjuntos idénticos, en dos núcleos separados. En general, se seguido inmediatamente por la citocinesis , que divide los núcleos, citoplasma , orgánulos y membrana de la célula en dos células que contienen proporciones aproximadamente iguales de estos componentes celulares. [1] La mitosis y la citocinesis definen conjuntamente el mitótica (M) de la fase del ciclo celular - la división de la célula madre en dos células hijas, genéticamente idénticos entre sí y para su progenitora. Esto representa aproximadamente el 10% del ciclo celular.

La mitosis se produce sólo en eucariotas las células y el proceso varía en las distintas especies. Por ejemplo, los animales sometidos a una "abierta" la mitosis, donde la envoltura nuclear se rompe antes de que los cromosomas se separan, mientras que los hongos como el Aspergillus nidulans y Saccharomyces cerevisiae ( la levadura ) someterse a una "cerrada" la mitosis, donde se dividen los cromosomas intactos dentro de un núcleo de la célula . [2] procariotas las células que carecen de un núcleo, se dividen por un proceso llamado fisión binaria .

El proceso de la mitosis es rápido y muy complejo. La secuencia de eventos se divide en las etapas correspondientes a la realización de un conjunto de actividades y el comienzo del siguiente. Estas etapas son la profase , prometafase , metafase , anafase y telofase . Durante la mitosis los pares de cromátidas se condensan y se adhieren a las fibras que tiran de las cromátidas a lados opuestos de la célula. La célula se divide en la citocinesis , para producir dos células hijas idénticas que siguen siendo las células diploides. [3]

Debido a que la citocinesis ocurre generalmente en conjunción con la mitosis, "mitosis" se utiliza a menudo de manera intercambiable con "fase mitótica". Sin embargo, hay muchas células donde la mitosis y la citocinesis se producen por separado, formando células individuales con núcleos múltiples. Esto ocurre sobre todo entre los hongos y mohos de limo , pero se encuentra en varios grupos. Incluso en los animales, la citocinesis y la mitosis puede ocurrir de forma independiente, por ejemplo, durante ciertas etapas de la mosca de la fruta el desarrollo embrionario. [4] Errores en la mitosis o bien puede matar a una célula a través de la apoptosis o la causa mutaciones que pueden llevar a ciertos tipos de cáncer .

Contenido

[ editar ] Descripción general del ciclo celular en relación con la mitosis

El principal resultado de la mitosis es la transferencia de la célula madre de genoma en dos células hijas. Estas dos células son idénticas y no difieren en modo alguno de la célula parental original. El genoma está compuesto de un número de cromosomas -complejos de enrollado apretadamente- ADN que contienen la información genética vital para la función apropiada de la célula. Debido a que cada célula hija resultante debe ser genéticamente idénticas a la célula madre, la célula madre debe hacer una copia de cada cromosoma antes de la mitosis. Esto ocurre durante la fase S de la interfase , el período que precede a la fase mitótica del ciclo celular en la preparación para la mitosis se produce. [5]

Cada cromosoma tiene ahora una copia idéntica de sí mismo, y juntos los dos se llaman cromátidas hermanas . Las cromátidas se mantienen unidas por una región especializada del cromosoma: una secuencia de ADN denominada centrómero .

El "verdadero" proceso de la mitosis se inicia cuando los cromosomas se condensan y se hacen visibles. En la mayoría de los eucariotas , la membrana nuclear que segrega el ADN del citoplasma se desintegra en vesículas de membrana. El nucléolo que hacen los ribosomas en la célula también se disuelve. Los cromosomas se alinean en una línea que abarca la celda. microtúbulos - esencialmente miniatura de cuerdas-splay desde los extremos opuestos de la célula y se acortan, separando las cromátidas hermanas de cada cromosoma. [6] Como una cuestión de convención, cada cromátida hermana ahora se considera un cromosoma, por lo que se cambia el nombre de cromosomas hijos. A medida que se alarga de células, los cromosomas correspondientes hija son atraídos hacia los extremos opuestos. Una nueva membrana nuclear se forma alrededor de los cromosomas hijos separados.

Como la mitosis completa, la célula comienza la citocinesis. En las células animales , los pellizcos de células internas donde la línea imaginaria que solía ser (el área de la membrana celular que aprieta para formar las dos células hijas que se llama el surco de segmentación ), que separa los dos núcleos en desarrollo. En las células vegetales , las células hijas se construirá una nueva división de la pared celular entre sí. Finalmente, la célula madre se divide en dos, dando lugar a dos células hijas, cada una con una réplica del genoma original.

Las células procariotas experimentan un proceso similar a la mitosis llamado fisión binaria. Sin embargo, el proceso de fisión binaria es muy diferente del proceso de la mitosis, debido a la participación de la dinámica no-nucleares y la falta de cromosomas lineales. [7]

[ editar ] Fases del ciclo celular y la mitosis

[ editar ] interfase

El ciclo celular

La fase mitótica es un período relativamente corto de la del ciclo celular . Se alterna con la mucho más largo interfase , cuando la célula se prepara para la división celular. La interfase se divide en tres fases: G 1 (primer hueco) , S (síntesis) , y G 2 (el segundo intervalo) . Durante las tres fases, la célula crece produciendo proteínas y orgánulos citoplasmáticos. Sin embargo, los cromosomas se replican sólo durante la fase S . Por lo tanto, una célula crece (G 1), sigue creciendo, ya que duplica sus cromosomas (S), se hace más y se prepara para la mitosis (G 2), y, finalmente, se divide (M) antes de reiniciar el ciclo. [5] Todos estos fases en la interfase están altamente regulados, principalmente a través de las proteínas. Las fases se suceden en un orden estricto y hay "puntos de control" que dan a la célula las señales que proceden de una fase a otra. También hay una cuarta sección en la interfase donde la célula tiene la opción de introducir G 0. Las células continuar a través de este ciclo de la célula hasta que se vuelven demasiado lleno, en ese momento van a salir del ciclo celular y entrar en G 0. Esta reacción se denomina en contacto con la inhibición o la inhibición dependiente de la densidad . En total, la interfase ocupa aproximadamente el 90% de vida útil de la célula.

[ editar ] preprophase

En las células vegetales sólo la profase es precedida por una fase previa a la profase. En altamente vacuoladas células vegetales, el núcleo tiene que migran hacia el centro de la célula antes de la mitosis puede comenzar. Esto se consigue mediante la formación de un phragmosome , una hoja transversal del citoplasma de la célula que biseca a lo largo del plano futuro de la división celular. Además de la formación phragmosome, preprophase se caracteriza por la formación de un anillo de microtúbulos y actina filamentos (llamado banda preprophase ) debajo de la membrana plasmática alrededor del plano ecuatorial de la mitótico futuro husillo . Esta banda marca la posición donde la célula eventualmente dividir. Las células de plantas superiores (tales como las plantas con flores ) falta centríolos ; lugar, los microtúbulos formar un huso en la superficie del núcleo y luego se organizan en un husillo por los cromosomas sí mismos, después de la membrana nuclear se disuelve. [8] El preprophase la banda desaparece durante la disolución de membrana nuclear y la formación del huso en la prometafase. [9]

Profase: Los dos objetos redondos por encima del núcleo son los centrosomas. La cromatina se condensa en los cromosomas.
Prometafase: se desintegra la membrana nuclear, y los microtúbulos han invadido el espacio nuclear. Estos microtúbulos se unen a los cinetocoros o pueden interactuar con la oposición de los microtúbulos.
Metafase: Los cromosomas se alinean en la placa metafásica.
Anafase: La división de los cromosomas y los microtúbulos cinetocoro se acortan.
Telofase: Los cromosomas decondensing están rodeados por membranas nucleares. Citocinesis ya ha comenzado, el área de pellizcado se conoce como el surco de segmentación.

[ editar ] Profase

Micrografía mostrando condensados ??cromosomas en azul y el huso mitótico en verde durante la prometafase de la mitosis

Normalmente, el material genético en el núcleo se encuentra en una espiral sin apretar incluido llamada cromatina . En el inicio de la profase, fibras de cromatina se muy enroscada, condensa en cromosomas distintos. Es fundamental para que el lector tenga en cuenta que la cromatina es un complejo que consta de dos cromosomas y las proteínas específicas. Dado que el material genético que ya se ha duplicado antes de la fase S, los cromosomas replicados tienen dos cromátidas hermanas, unidas en el centrómero por la cohesinas complejo de proteínas. Los cromosomas son generalmente visibles a gran aumento a través de un microscopio de luz .

También dentro del núcleo, el nucléolo en el núcleo desaparece de la vista. Esto es notable porque la célula no tiene necesidad de dividir el nucléolo de inmediato. Más tarde se va a reformar cuando el núcleo se divide por completo.

Cerca del núcleo se denomina estructuras centrosomas , que consta de un par de centríolos , y actina, un halo de fragmentos de microtúbulos, centríolos se encuentran en la mayoría de las células animales eucariotas. El centrosoma es el centro de coordinación de la célula los microtúbulos . Una célula hereda una sola centrosoma en la división celular, que se replica por la célula con la ayuda del núcleo antes de la mitosis una nueva comienza, dando un par de centrosomas. Los dos microtúbulos centrosomas nucleadas (que puede ser considerado como cuerdas celulares o postes) para formar el huso mediante la polimerización soluble tubulina . moleculares de motor proteínas entonces empujar los centrosomas a lo largo de estos microtúbulos a lados opuestos de la célula. A pesar centríolos ayudar a organizar ensamblaje de los microtúbulos, que no son esenciales para la formación del huso, ya que están ausentes de las plantas, [8] y los centrosomas no siempre se utilizan en la mitosis. [10]

[ editar ] Prometafase

Nota: Prometafase se incluye a veces como parte del final de la profase y metafase temprana.

Durante prometafase temprano, las membrana nuclear se desintegra y los microtúbulos invaden el espacio nuclear. Esto se llama la mitosis abierta, y se produce en la mayoría de los organismos multicelulares. Los hongos y algunos protistas , como las algas o las tricomonas , se someten a una variación llamada mitosis cerrada, donde las formas del huso en el interior del núcleo o sus microtúbulos son capaces de penetrar una membrana intacta nuclear, que se mantiene intacto. [11] [12]

En prometafase tarde, cada cromosoma forma dos cinetocoros en su centrómero, una conectada en cada cromátida. Un cinetocoro es una estructura compleja de proteínas que es análogo a un anillo para el gancho microtúbulos, es el punto donde se unen a los microtúbulos del cromosoma (aproximadamente 1-40 en número, en un promedio de 20). [13] Aunque la estructura cinetocoro y la función no se entienden completamente, se sabe que contiene algún tipo de motor molecular . [14] Cuando un microtúbulo se conecta con el cinetocoro, se activa el motor, utilizando la energía de ATP a "arrastrarse" por el tubo hacia el centrosoma originario. Esta actividad motora, junto con la polimerización y despolimerización de los microtúbulos, proporciona la fuerza de tracción necesaria para separar más tarde, el cromosoma de dos cromátidas. [14]

Cuando el cabezal crece hasta una longitud suficiente, los microtúbulos kinetochore comenzar a buscar cinetocoros adjuntar a. Una serie de microtúbulos nonkinetochore encontrar e interactuar con los microtúbulos nonkinetochore correspondientes del centrosoma opuesto para formar el huso mitótico. [15] Prometafase veces se considera parte de la profase.

En la analogía del poste de la pesca, el cinetocoro sería el "gancho" que atrapa a una cromátida hermana o "pez". Los actos del centrosoma como el "carrete" que se basa en las fibras del huso o "línea de la pesca". También es una de las fases principales de la mitosis, ya que sin citocinesis no sería capaz de producir.

[ editar ] Metafase

Una célula a finales de metafase . Todos los cromosomas (azul), pero uno ha llegado a la placa de la metafase.

Metafase proviene del griego, significa ???? "después". Los microtúbulos encuentran y se unen a los cinetocoros en prometafase. Entonces los dos centrosomas comenzar tirando de los cromosomas a través de sus centrómeros adjuntos hacia los dos extremos de la célula. Como resultado, los cromosomas están bajo tensión longitudinal de los dos extremos de la célula. Los centrómeros de los cromosomas, en cierto sentido, convocar a lo largo de la placa metafásica o plano ecuatorial, una línea imaginaria que es equidistante de los dos polos del centrosoma. [15] Esta línea se llama el ecuador del huso. Esta alineación se debe a que, incluso el contrapeso de los poderes de tracción generadas por los cinetocoros opuestas, de forma análoga a un tira y afloja entre las personas de igual fuerza. En ciertos tipos de células, los cromosomas no se alinean en la placa de la metafase y en lugar de ir y venir entre los polos al azar, sólo aproximadamente alineando a lo largo de la línea media.

Debido a la separación cromosómica correcta requiere que cada cinetocoro estar conectado a un haz de microtúbulos (fibras del huso), se cree que cinetocoros separadas generar una señal para prevenir la progresión prematura a anafase sin todos los cromosomas están alineados. La señal crea el puesto de control de huso mitótico . [16]

[ editar ] Anafase

Cuando cada cinetocoro se une a un grupo de los microtúbulos y los cromosomas se han alineado a lo largo de la placa de la metafase, el producto de células de anafase (del griego, significa ??? "arriba", "en contra", "atrás" o "re-") .

Dos eventos se producen a continuación: en primer lugar, las proteínas que se unen hermana cromátidas juntos son troceados. Estas cromátidas hermanas convertido en cromosomas distintos hija, y se separan por el acortamiento kinetochore microtúbulos y avanzar hacia los centrosomas respectivos en los que están unidos.

A continuación, los microtúbulos polares alargado, tirando de los centrosomas (y el conjunto de cromosomas a los que están unidos), aparte de los extremos opuestos de la célula. La fuerza que hace que los centrosomas de avanzar hacia los extremos de la célula sigue siendo desconocido, aunque hay una teoría que sugiere que el rápido montaje y desmontaje de los microtúbulos puede hacer que este movimiento. Al final de la anafase kinecticore microtúbulos todo degradan y, por supuesto, la célula empieza a alargarse como un asesino de células T en acción. [17]

[ editar ] Telofase

Telofase (del griego que significa ????? "fin") es una reversión de los acontecimientos y la profase prometafase. La "limpieza" de los efectos después de la mitosis. En la telofase, los microtúbulos polares siguen para alargar, alargamiento de la célula aún más. Cromosomas correspondientes hija adjuntar en extremos opuestos de la célula. Una nueva membrana nuclear, con las vesículas de membrana de la membrana nuclear de la célula de edad de los padres, se forma alrededor de cada conjunto de cromosomas hijos separados. (La membrana que no incluya el centrosoma, sin embargo!) El nucleolos reaparecen, también. Los dos juegos de cromosomas, ahora rodeado de nuevos núcleos, comienza a "relajarse" o decondense de nuevo en cromatina. La mitosis es completa, pero la división celular no es todavía completa.

[ editar ] Citocinesis

Cilliate someterse a la citocinesis, con el surco de segmentación de ser claramente visible

Citocinesis es a menudo erróneamente cree que es la parte final de la telofase, sin embargo, la citocinesis es un proceso separado que comienza al mismo tiempo como telofase. Citocinesis no es técnicamente incluso una fase de la mitosis, sino más bien un proceso separado, necesario para completar la división celular. En las células animales, un surco de segmentación (pellizco), que contiene un anillo contráctil desarrolla en la placa metafásica que solía ser, pellizcando los núcleos separados. [18] Tanto en células animales y vegetales, la división celular también es impulsado por vesículas derivadas del Golgi aparato , que se mueven a lo largo de los microtúbulos a la mitad de la célula. [19] En las plantas de esta estructura se une en una placa celular en el centro de la phragmoplast y desarrolla en una pared celular, que separa los dos núcleos. El phragmoplast es una estructura de microtúbulos típica de plantas superiores, mientras que algunas algas verdes utilizar un phycoplast arreglos de microtúbulos durante la citocinesis. [20] Cada célula hija tiene una copia completa del genoma de su célula madre. El extremo de la citocinesis marca el final de la fase-M.

[ editar ] Importancia

La mitosis es importante para el mantenimiento del conjunto cromosómico; cada célula formada recibe cromosomas que son similares en composición e iguales en número a los cromosomas de la célula madre.

La mitosis se produce en las siguientes circunstancias:

Desarrollo y crecimiento
El número de células dentro de un organismo aumenta por mitosis. Esta es la base del desarrollo de un cuerpo multicelular de una sola célula, es decir, cigoto y también la base del crecimiento de un multicelular cuerpo.
Reemplazo de la célula
En algunas partes del cuerpo, por ejemplo, la piel y el tracto digestivo, las células están constantemente se desprendió y se sustituye por otros nuevos. Las nuevas células se forman por mitosis y por lo tanto son copias exactas de las células que se sustituye. Del mismo modo, los glóbulos rojos (eritrocitos) tienen corta vida (sólo alrededor de 4 meses) y los glóbulos rojos nuevos se forman por mitosis.
Regeneración
Algunos organismos pueden regenerar partes del cuerpo. La producción de nuevas células en tales casos se consigue mediante la mitosis. Por ejemplo, estrellas de mar regeneran perdió los brazos a través de la mitosis.
La reproducción asexual
Algunos organismos producen descendientes genéticamente similar a través de la reproducción asexual. Por ejemplo, la hidra se reproduce asexualmente por gemación. Las células en la superficie de la hidra de mitosis y forman una masa llamada raíz. La mitosis continúa en las células de la yema y esto se convierte en un nuevo individuo. La misma división que sucede durante la reproducción asexual o propagación vegetativa de las plantas.

[ editar ] Las consecuencias de los errores

Un resultado anormal (tripolar) la mitosis (12 horas) en una lesión precancerosa del estómago. H & E tinción

A pesar de los errores en la mitosis son poco frecuentes, el proceso puede ir mal, sobre todo durante las primeras divisiones celulares en el cigoto . Errores mitóticos pueden ser especialmente peligrosos para el organismo debido a los futuros hijos de esta célula madre llevará el mismo trastorno.

En la no-disyunción, un cromosoma puede no separarse durante la anafase. Una célula hija recibirá dos cromosomas hermanos y la otra no lo aceptaré. Esto resulta en la celda anterior que tiene tres cromosomas que contienen los mismos genes (dos hermanas y homólogos una), una condición conocida como trisomía, y la célula que éste, sólo un cromosoma (el cromosoma homólogo), una condición conocida como monosomía. Estas células se consideran aneuploides , una condición a menudo asociada con el cáncer . [21] En ocasiones, cuando las células experimentan la no disyunción, que no completan la división celular y retener a los dos núcleos en una célula, dando lugar a células binucleadas . [ cita requerida ]

La mitosis es un proceso exigente de la célula, que pasa por cambios dramáticos en la ultraestructura, sus orgánulos se desintegran y la reforma en cuestión de horas, y los cromosomas se empujaban constantemente probando microtúbulos. En ocasiones, los cromosomas pueden dañarse. Un brazo del cromosoma puede estar roto y el fragmento perdido, causando deleción . El fragmento de forma incorrecta puede volver a adjuntar a otro, no cromosoma homólogo, causando translocación . Puede vuelva a colocar al cromosoma original, pero en orientación inversa, causando inversión . O, puede ser tratado erróneamente como un cromosoma separado, causando duplicación cromosómica . El efecto de estas anormalidades genéticas depende de la naturaleza específica del error. [ cita requerida ]

Cuando se producen mutaciones en los genes que controlan el tiempo y el número de ciclos celulares mitóticas, las células pueden perder el control de la replicación nuclear y la división celular. Esto puede resultar en un crecimiento anormal de las células y la síntesis de exceso de tejido en un solo órgano. El exceso de tejido es una masa de células cancerosas conocido como un tumor . Los tumores que permanecen en su ubicación original se llaman tumores benignos y no puede ser perjudicial si no crecen hasta tamaños excesivos. Los tumores que se salen de su ubicación original e invadir otras células que se denominan tumores malignos . Las células tumorales migran puede presentar en otras partes del cuerpo y forman tumores nuevos en un proceso conocido como metástasis . [ cita requerida ]

[ editar ] endomitosis

Endomitosis es una variante de la mitosis sin división nuclear o celular, lo que resulta en células con muchas copias del mismo cromosoma ocupando un solo núcleo. Este proceso también puede ser denominado como endorreduplicación y las células como endoploid . [4] Un ejemplo de una célula que pasa a través de endomitosis es el de megacariocitos . [22]

[ editar ] Cronología en imágenes

Las células mitóticas reales se pueden visualizar a través del microscopio por tinción con fluorescentes anticuerpos y colorantes . Estas micrografías de luz se incluye a continuación.

[ editar ] Véase también

[ editar ] Referencias

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[ editar ] textos citados

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[ editar ] Para leer más

[ editar ] Enlaces externos

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