Biología Celular: Estructura, Ciclo y Replicación del ADN

La célula es la unidad morfológica y funcional fundamental de la vida. Posee una membrana fosfolipídica semipermeable que permite mantener un medio interno ordenado y diferente al medio externo. Esta estructura se auto-mantiene mediante el metabolismo, asegurando la coordinación de los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La ciencia que se encarga del estudio de la célula es la citología.

Teoría Celular

La teoría celular fue propuesta por Matthias Schleiden y Theodor Schwann en 1839. Esta señalaba que todos los seres vivientes están formados por células y que todas las células derivan de otra anterior. Todos los procesos vitales provienen de la célula y de su interacción con las demás.

Ciclo Celular

El ciclo celular se divide en dos fases principales: la interfase y la fase M.

Interfase

Cuando la célula está lista para una división, esta fase es sobrepasada y comienza por duplicar su ADN. La interfase se compone de las siguientes fases:

• G1: Es la primera fase del ciclo celular, donde se observa un crecimiento celular y una síntesis de proteínas. Esta fase se observa al finalizar una etapa de mitosis y al comenzar la síntesis de ADN. Existe una síntesis de todos sus componentes, lo que hace que doble su masa inicial.
• S: Segunda fase del ciclo en donde se replica o se sintetiza el ADN. El resultado observado en esta etapa es la duplicación de cada cromosoma para dar paso a dos cromátidas congruentes. En esta etapa, el núcleo obtiene el doble de proteínas y de ADN.
• G2: Es una etapa de crecimiento al igual que G1, y en ella se puede observar la continuación de la síntesis de proteínas y ARN. Como final, se pueden observar algunos cambios en la estructura de la célula que dan origen al principio de la división celular. Este periodo termina con la condensación de los cromosomas.

Fase M (Mitosis y Citocinesis)

La fase M comprende la mitosis y la citocinesis. En algunas células, al momento de la fase M, la citocinesis no se produce, obteniendo como resultado una masa con más de un núcleo o plurinucleada llamada plasmodio.

• M: Es la fase de división celular, en la que la célula madre se divide en dos células idénticas a la madre y entre sí. Esta fase contiene a la mitosis.

Fases de la Mitosis

• Profase: Es la primera de las fases y en ella se puede observar la condensación del material genético y el desarrollo del huso mitótico. Se puede observar también la migración de dos pares de centríolos hacia la periferia.
• Metafase: En esta segunda fase de la mitosis y la meiosis se puede observar en la célula la pérdida de su envoltura y, como consecuencia de esto, aparecen las microtubillas.
• Anafase: Tercera etapa de la mitosis y la meiosis. En esta fase se puede observar la separación de los cromosomas; estas cromátidas se desplazan hacia polos opuestos por función del huso mitótico.
• Telofase: Última fase de la mitosis y la meiosis donde se produce también la citocinesis, formándose dos células hijas idénticas entre sí y con la madre (misma dotación de cromosomas).
• Citocinesis: Se inicia en la telofase y es la separación del citoplasma en dos células. Se produce después de la cariocinesis y al final de la telofase.

Este ciclo ocurre en la etapa de desarrollo de las plantas gracias a la embriogénesis, que es el complejo proceso generativo que conduce a la formación de un organismo pluricelular. La proliferación y división celular está circunscrita a los meristemos, zonas en las cuales se producen abundantes divisiones celulares que dan lugar a la aparición de nuevos órganos.

Replicación del ADN

Es el mecanismo que permite al ADN duplicarse, es decir, sintetizar una copia por medio de enzimas que, además de ser muy exactas, poseen un sistema de reparación de errores. El mecanismo de replicación es esencialmente el mismo en todas las células. Es un proceso semi conservativo porque cada uno de los dos ADN hijos tiene una cadena del ADN anterior.

Replicación en Eucariontes

La replicación en células eucariontes cumple múltiples funciones, las cuales son:

• Formación de órganos.
• Reformación de tejidos.
• Conservación de las especies.
• Evitar las mutaciones genéticas.

Replicación en Procariontes

Estas células procariontes utilizan la replicación de su ADN para conservar su información genética.