División celular

Qué es la división celular

Toda célula procede de otra célula. Ese enunciado, resumido en el clásico aforismo omnis cellula e cellula que Rudolf Virchow popularizó en 1858, es uno de los pilares de la biología moderna. La división celular es el mecanismo material que hace posible esa continuidad. Una célula preexistente duplica su contenido y se reparte de forma ordenada entre las descendientes, que reciben el mismo genoma (o la mitad, en el caso de los gametos) y toda la maquinaria necesaria para funcionar.

La palabra división procede del latín divisio, -onis (acción de partir), y celular deriva de cellula, diminutivo de cella (celdilla, pequeña cámara). El término cellula aplicado a la unidad microscópica de los seres vivos lo introdujo el naturalista inglés Robert Hooke en 1665, al observar al microscopio un trozo de corcho cuya estructura le recordó las celdillas de un panal. La expresión división celular se generaliza en la literatura biológica del siglo XIX, cuando los avances del microscopio permiten ver el proceso en tiempo real.

Ciclo celular y momento de la división

La división no es un acontecimiento aislado, sino la culminación de una secuencia ordenada que la célula recorre entre dos divisiones sucesivas: el ciclo celular. Ese ciclo se divide en interfase (con las etapas G1, S y G2, en las que la célula crece, duplica su ADN y prepara la división) y fase M o mitosis propiamente dicha, en la que se produce el reparto del material duplicado.

La interfase no es un tiempo muerto. Es, de hecho, la parte más larga del ciclo y donde ocurren los pasos críticos: en la fase S se replica el ADN de manera que cada cromosoma queda formado por dos cromátidas hermanas idénticas unidas por el centrómero. Hay puntos de control moleculares que impiden que la célula avance a la siguiente etapa si la anterior no se ha completado con corrección. Cuando esos controles fallan, la división puede producir células hijas con dotación cromosómica anómala, uno de los mecanismos que subyace al cáncer.

Mitosis: dos células idénticas a la madre

La mitosis es la modalidad de división que reparte de manera equitativa el material genético duplicado en la fase S entre dos células hijas. Es la forma en que se dividen las células somáticas, es decir, prácticamente todas las del cuerpo excepto las germinales. El resultado son dos células genéticamente iguales a la madre, con el mismo número diploide (46 cromosomas en el ser humano) y con la misma información.

La mitosis se subdivide de forma clásica en cuatro etapas consecutivas: profase, metafase, anafase y telofase. Al conjunto de los cambios nucleares se le llama cariocinesis, y a la posterior partición del citoplasma, citocinesis. Es un proceso muy rápido: en tejidos de renovación intensa, como la mucosa intestinal o la médula ósea, la mitosis dura habitualmente menos de una hora, aunque la interfase que la precede sea mucho más larga.

Meiosis: cuatro células con la mitad de cromosomas

La meiosis es una modalidad especial de división que solo ocurre en las células germinales de las gónadas (testículo y ovario) y da lugar a los gametos. Su particularidad distintiva es que produce cuatro células hijas haploides (con 23 cromosomas cada una en el ser humano) a partir de una célula madre diploide. Ese descenso a la mitad del número de cromosomas es necesario para la reproducción sexual: al fecundarse el óvulo por el espermatozoide, la unión de dos células haploides restaura el número diploide en el zigoto.

A diferencia de la mitosis, la meiosis se compone de dos divisiones sucesivas, meiosis I y meiosis II, con una sola duplicación del ADN entre las dos. La meiosis I recibe el nombre de división reduccional porque en ella se separan los cromosomas homólogos y cada célula hija se queda con la mitad de la dotación cromosómica de la madre. La meiosis II se parece a una mitosis convencional en cuanto al reparto de cromátidas hermanas, y por eso se llama división ecuacional. La meiosis introduce, además, la variabilidad genética característica de la reproducción sexual, gracias al entrecruzamiento en la profase I y a la segregación al azar de los cromosomas de origen paterno y materno.

Función biológica de la división celular

La mitosis sostiene tres funciones básicas en el organismo: el crecimiento (un adulto humano procede, tras muchas mitosis, de una única célula huevo), la reparación de tejidos dañados y la renovación constante de tejidos con recambio celular alto. Cada día se sustituyen miles de millones de células en la piel, la mucosa digestiva y la médula ósea. Es una cifra que impresiona.

Del lado de la meiosis, su cometido es doble: mantener constante el número de cromosomas de la especie a lo largo de las generaciones y generar la diversidad genética sobre la que actúa la evolución. Sin meiosis no habría reproducción sexual tal como la conocemos, y sin variabilidad no habría material sobre el que operar la selección natural. Los errores en cualquiera de las dos modalidades tienen consecuencias importantes: la aneuploidía por segregación defectuosa en la meiosis está en el origen de trisomías como la del cromosoma 21, y las divisiones descontroladas en tejidos somáticos son la base celular de los procesos neoplásicos.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el término división celular?

De la unión del latín divisio (acción de partir) y cellula (celdilla). La palabra cellula aplicada a la unidad microscópica de los seres vivos aparece por primera vez en la obra Micrographia de Robert Hooke, publicada en 1665. El término compuesto se consolida en la biología del siglo XIX.

¿Todas las células del cuerpo se dividen?

No. Algunas células, como las neuronas maduras del sistema nervioso central o las fibras musculares esqueléticas, salen del ciclo celular tras su diferenciación y no vuelven a dividirse en condiciones normales. Se dice que están en un estado llamado G0. Otras, como las de la piel o la mucosa intestinal, se dividen sin descanso.

¿Cuál es la diferencia principal entre mitosis y meiosis?

La mitosis produce dos células hijas iguales a la madre y con la misma dotación cromosómica, y ocurre en las células somáticas. La meiosis produce cuatro células hijas con la mitad de cromosomas de la madre, y ocurre exclusivamente en las células germinales. Solo la meiosis introduce variabilidad genética.

¿Cuándo describió alguien por primera vez el proceso al microscopio?

El botánico Wilhelm Hofmeister describió movimientos cromosómicos ya en 1848, y el zoólogo Walther Flemming publicó en 1882 la primera descripción sistemática de la mitosis en células animales, acuñando el término mitosis a partir del griego μίτος (mítos, hilo), en alusión al aspecto filamentoso de los cromosomas en división.

Referencias

1. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI). Meiosis. Glosario hablado de términos genéticos.
2. Instituto Nacional del Cáncer (NCI). Mitosis. Diccionario de cáncer.
3. MedlinePlus Genetics. Células y ADN.
4. Real Academia Nacional de Medicina de España. División celular. Diccionario de términos médicos.