Reproducción celular

La reproducción celular es el proceso por el que una célula da lugar a otras células hijas. Gracias a ella los organismos unicelulares se multiplican, los pluricelulares crecen y reparan sus tejidos, y las especies con reproducción sexual producen gametos. En las células eucariotas ocurre por mitosis o por meiosis; en las procariotas, por fisión binaria.

¿Qué es la reproducción celular?

Toda célula procede de otra célula preexistente, principio que Rudolf Virchow resumió en 1855 con la frase omnis cellula e cellula y que forma parte de la teoría celular. Para reproducirse, la célula debe duplicar su material genético y repartirlo entre las células hijas, además de dividir el citoplasma. Esta secuencia ordenada de acontecimientos se llama ciclo celular.

El ciclo celular

En las células eucariotas el ciclo tiene dos grandes etapas.

Interfase

Es el periodo, el más largo, entre dos divisiones. La célula crece y se prepara. Tiene tres fases:

• G1: crecimiento celular y síntesis de proteínas y orgánulos.
• S: replicación del ADN. Cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas hermanas idénticas.
• G2: nuevo crecimiento y revisión del ADN replicado antes de dividirse.

Algunas células salen del ciclo y entran en una fase de reposo llamada G0, como las neuronas maduras.

Fase M (división)

Incluye la división del núcleo (mitosis o meiosis) y la del citoplasma (citocinesis).

Control del ciclo

El ciclo está regulado por proteínas llamadas ciclinas y por enzimas dependientes de ellas (CDK), que actúan en puntos de control, sobre todo al final de G1, de G2 y durante la metafase. Si hay daños en el ADN, la célula detiene el ciclo o se autodestruye por apoptosis. Cuando fallan estos controles, las células se multiplican sin freno y aparece el cáncer.

Tipos de reproducción celular

Fisión binaria (procariotas)

Las bacterias y arqueas replican su cromosoma circular, lo separan y dividen la célula en dos por un tabique. En condiciones óptimas, algunas bacterias, como Escherichia coli, pueden dividirse cada 20 minutos aproximadamente.

Mitosis (eucariotas)

A partir de una célula madre se originan dos células hijas genéticamente idénticas, con el mismo número de cromosomas. Sirve para el crecimiento, la regeneración de tejidos y la reproducción asexual de organismos unicelulares. Se divide en fases:

1. Profase: los cromosomas se condensan, se forma el huso mitótico y el nucléolo desaparece.
2. Prometafase: se rompe la envoltura nuclear y los microtúbulos se unen a los cromosomas.
3. Metafase: los cromosomas se alinean en el plano ecuatorial.
4. Anafase: las cromátidas hermanas se separan y migran a polos opuestos.
5. Telofase: se reconstituyen los núcleos y los cromosomas se descondensan.

Después, la citocinesis separa las dos células: en las animales, por un anillo contráctil que estrangula la célula; en las vegetales, por la formación de un tabique, la placa celular.

Meiosis (eucariotas con reproducción sexual)

A partir de una célula diploide (2n) se forman cuatro células haploides (n) distintas entre sí, mediante dos divisiones consecutivas, meiosis I y meiosis II, con una única replicación del ADN. En la profase I, los cromosomas homólogos se aparean y se produce el entrecruzamiento (crossing-over), que intercambia fragmentos de ADN. En los animales produce los gametos, y en muchas plantas y hongos, esporas. Es la fuente de la variabilidad genética y mantiene constante el número de cromosomas de la especie al unirse los gametos en la fecundación.

Mitosis y meiosis

Otros mecanismos de multiplicación

Algunos organismos unicelulares usan variantes de la división, como la gemación de las levaduras, en la que la célula hija crece como una yema sobre la madre, o la esquizogonia de ciertos parásitos como Plasmodium, donde un núcleo se divide muchas veces antes de dividirse el citoplasma.

Importancia

• Permite el crecimiento desde el cigoto hasta el organismo adulto.
• Repara heridas y renueva células, como las de la piel o el epitelio intestinal.
• Mantiene la continuidad de la vida y la herencia entre generaciones.
• Genera variabilidad genética, materia prima de la evolución.

Ejercicios resueltos

Preguntas frecuentes

Referencias

• Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula. Omega.
• Reece, J. B. et al. Campbell Biología. Pearson.
• Karp, G. Biología celular y molecular. McGraw-Hill.