Ciclo Celular y Mitosis: Observación Práctica en Células Vegetales de Cebolla

El Ciclo Celular: Crecimiento y División

Todas las células se forman por la división de células preexistentes, donde cada célula parental da lugar a dos células hijas al final de cada ciclo de división celular. Las células eucariontes que se dividen pasan a través de una secuencia regulada y repetitiva de crecimiento y división, conocido como el ciclo celular (Fig. 1).

Fases Principales del Ciclo Celular

Este ciclo se divide en dos etapas principales: la interfase y la fase M (división celular). Antes de que una célula pueda comenzar la mitosis, debe prepararse: explora su entorno, crece en masa (mediante la síntesis de macromoléculas y orgánulos) y duplica su material genético. Estos procesos de preparación ocurren durante la interfase, en la cual se distinguen tres fases:

• G1: Fase de crecimiento celular y síntesis de proteínas y orgánulos.
• S: Fase de síntesis de ADN, donde el material genético se duplica.
• G2: Fase de preparación para la división, con crecimiento adicional y síntesis de proteínas necesarias para la mitosis.

La división celular implica dos procesos:

• La mitosis (división nuclear), durante la cual el material genético previamente duplicado en la interfase (fase S) se divide, dando origen a dos nuevos núcleos idénticos.
• La citocinesis (división citoplasmática), que resulta de las constricciones de la membrana celular entre dos núcleos, dando como resultado la producción de dos células hijas.

Etapas de la Mitosis

A su vez, la mitosis se subdivide en las siguientes etapas (Fig. 2):

• Profase: Al inicio de la mitosis, la cromatina en el núcleo comienza a condensarse y se vuelve visible en el microscopio óptico como cromosomas. Puesto que el ADN se replicó en la fase S de la interfase, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Los componentes del huso mitótico, centríolos y las fibras del huso, se hacen evidentes en la región perinuclear. La membrana nuclear comienza a desensamblarse y los nucléolos empiezan a desaparecer. Los centríolos migran hacia los polos celulares y forman el sistema de fibras del huso mitótico.
• Metafase: Desaparición total de la membrana nuclear, lo que posibilita la interacción de las fibras del huso con el centrómero (cinetocoros) de cada cromátida. Los cromosomas, que han llegado a su estado de máxima condensación, se disponen en el ecuador de la célula formando la placa metafásica.
• Anafase: Las cromátidas hermanas, alineadas en la placa mitótica, se separan hacia los polos de la célula. Posteriormente, los polos de los husos mitóticos se distancian entre sí.
• Telofase: Cuando cada conjunto de cromosomas ha alcanzado un polo de la célula progenitora, comienza a reaparecer la membrana nuclear. Los cromosomas empiezan a descondensarse.

Luego de la telofase, la célula comienza a dividirse por su parte central (citocinesis), resultando en dos células hijas con contenido genético y citoplasmático equivalente.

Diferencias entre Mitosis Vegetal y Animal

El tejido más comúnmente utilizado para el estudio de la mitosis es el meristemo de las raíces nuevas de los vegetales. En este trabajo práctico se observará tejido meristemático de raíces de cebolla (Allium cepa) para identificar las distintas etapas del ciclo mitótico (Fig. 3). Debe considerar que existen diferencias importantes entre la mitosis vegetal y animal:

• En los vegetales no existen centríolos, aunque sí se forma el huso.
• La citocinesis en la célula animal se produce por estrangulamiento, mientras que en la vegetal se basa en la tabicación, ya que la pared celular no permite la estrangulación.
• Al final de la telofase se forma el fragmoplasto, vesículas de Golgi asociadas a microtúbulos polares. Este es el resultado de la fusión de los microtúbulos residuales de la mitosis, que se fusionan con los componentes de las vesículas formando una nueva pared celular.
• La división, en un principio, no es total, sino que solo se dividen los citoplasmas y estos quedan interconectados por plasmodesmos, unos poros de comunicación entre ambas células.

Objetivo

• Reconocer las distintas etapas de la mitosis en una célula vegetal.

Desarrollo Experimental

Materiales

• Microscopio óptico compuesto.
• Preparados de raíces de cebolla fijadas y teñidas.

Actividad

• Observación de las etapas de la mitosis en meristemo radicular de cebolla.

Procedimiento

• Enfoque su preparado con un aumento de 10x y luego con un aumento mediano (40x).
• Observe y dibuje células en cada etapa de mitosis y en interfase con un aumento mayor (100x), utilizando inmersión en aceite. No olvide rotular en sus dibujos la etapa observada.
• Describa brevemente bajo cada dibujo lo que caracteriza a cada etapa.
• Estime el número de cromosomas de las células de cebolla (2n=?). Puede estimar este valor contando el número de cromátidas observadas en la placa metafásica o durante la migración en anafase.