Ciclo celular

Te explicamos qué es el ciclo celular, sus fases, puntos de control y regulación. Además, su implicancia en el desarrollo del cáncer.

¿Qué es el ciclo celular?

El ciclo celular es el conjunto ordenado y secuencial de eventos que tienen lugar dentro de todas las células eucariotas (animales y vegetales). Este ciclo consiste en dos periodos fundamentales: la interfase y la división celular.

La interfase es el período más largo y es el momento en el cual la célula crece, cumple sus funciones específicas y duplica todo su contenido para luego poder dividirse. En esta etapa se conocen tres tramos: G1-S-G2.

La división celular, o fase M, corresponde al momento en que la célula entra en mitosis. Este proceso está altamente regulado para garantizar que las células “hijas” sean copias idénticas de la célula original.

Los puntos de control son momentos de transición entre cada fase del ciclo celular. En ellos, existen algunas sustancias químicas (ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas) que señalan el inicio y el fin de cada etapa.

Las alteraciones en la regulación del ciclo celular pueden ocasionar un ritmo más acelerado de mitosis, así como células hijas genéticamente dañadas. Es por eso que este tipo de alteraciones se vincula con procesos cancerosos.

• Ver además: Microbiología

Fases del ciclo celular

Las fases del ciclo celular son los períodos por los que pasan las células eucariotas durante el transcurso de su vida. Típicamente, durante el ciclo celular se intercalan dos etapas fundamentales: la interfase y la división celular. Esta última puede ocurrir por diferentes mecanismos (mitosis o meiosis).

Interfase

La interfase es la etapa más larga del ciclo celular. Durante muchos años fue considerada una etapa de “reposo”, que simplemente funcionaba espaciando los momentos de división celular.

Sin embargo, hoy se sabe que la interfase es el período en el que se lleva a cabo la mayor actividad biosintética en la vida de una célula. En la interfase las células duplican su tamaño y su contenido cromosómico (material genético). Así, quedan listas para comenzar la siguiente fase: la división celular.

Dentro de la interfase pueden identificarse diferentes tramos o subetapas, llamados G1 (por gap, intervalo), S (por síntesis) y G2.

• G1. Es un tiempo muy variable, que depende del tipo celular. En esta etapa, la célula crece físicamente, hasta alcanzar un tamaño de célula madura. Las células en G1 son totalmente funcionales. Esta fase puede durar días, meses o años. Las células que no se dividen (como las neuronas) se hallan toda la vida en G1 (que, en estos casos, se la denomina G0).
• S. Se sintetiza una copia completa del ADN de la célula, que ayudará a separar el ADN en etapas posteriores.
• G2. Es el tiempo que transcurre entre el final de la síntesis de ADN y el comienzo de la división celular. En esta etapa, la célula crece aún más en tamaño, genera proteínas y organelas nuevas, y se prepara para la división celular, llamada fase M.

División celular

La división celular es una etapa relativamente breve del ciclo celular. La mayoría de las células eucariotas se dividen por mitosis, un mecanismo mediante el cual se obtienen dos células idénticas a la célula original.

Antes de entrar en mitosis, deben duplicarse todos los materiales celulares (incluido en ADN) para poder ser repartidos proporcionalmente entre las células “hijas”. Este proceso ocurre durante la interfase.

Una vez finalizada la fase G2 de la interfase, la célula entra en la fase M (por mitosis). La mitosis es un proceso complejo que se divide en subetapas conocidas como profase, prometafase, metafase, anafase y telofase.

Al final de la mitosis, el citoplasma se parte y se distribuye equitativamente en dos células hijas. Cada una de ellas comienza una nueva interfase (en la etapa G1) y el ciclo comienza nuevamente.

Las gametas, o células sexuales, utilizan otro mecanismo de división celular, la meiosis. En estos casos la fase S es más larga y la fase G2 es muy corta o no existe.

• Ver también: Reproducción celular

Regulación del ciclo celular

La regulación del ciclo celular es el conjunto de mecanismos bioquímicos mediante los cuales la célula organiza y coordina las distintas fases del ciclo celular. Esta regulación es muy importante porque la célula necesita duplicar primero su contenido y luego dividirse en dos, para poder reproducirse correctamente.

Las células utilizan señales químicas para controlar la duplicación del núcleo y del citoplasma, así como para marcar el comienzo y la finalización de distintas fases. Las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas son los dos tipos de moléculas que intervienen en la regulación del ciclo celular.

Puntos de control del ciclo celular

Existen ciertos puntos de control del ciclo celular, en los que se supervisa el proceso y se asegura que no se hayan cometido errores.

Los puntos de control (o checkpoints) del ciclo celular son:

• Punto de control G1. Ocurre al final de la etapa G1 y antes de la fase S. Es el momento en el cual la célula debe tomar (o no) la decisión de dividirse. Cuando la ciclina G1 activa a la quinasa cdk2, la célula ingresa a la fase S para duplicar su ADN. Al finalizar la fase S, la ciclina G1 desaparece.
• Punto de control G2. Ocurre en la fase G2, cuando la célula tiene un lapso de tiempo para controlar, antes de entrar en mitosis, si el ADN ha completado correctamente su replicación. Además aquí se completa la duplicación de los componentes del citoplasma. En caso de que se detecte daño en el material genético, se activa una proteína conocida como p53, que permite la reparación del ADN o la interrupción de la división celular. Las fallas en la p53 tienen un papel crucial en el origen de muchos tipos de cáncer, porque hacen que las células se dupliquen con su ADN dañado
• Punto de control M. Ocurre al final de la mitosis, y es el control que garantiza la correcta separación de los cromosomas.

Importancia del ciclo celular

El ciclo celular es el ciclo fundamental de reproducción de las células eucariotas. Hace posible el crecimiento corporal de los organismos pluricelulares y el reemplazo de células que desaparecen (por ejemplo, por envejecimiento). Para poder reproducirse, las células necesitan realizar procesos coordinados.

Las células inician la división celular, solo luego asegurarse de haber duplicado correctamente el material genético y el contenido citoplasmático.

Por ese motivo, es muy importante que las células cuenten con mecanismos especiales que marcan el comienzo de una fase y el fin de otra. Sus puntos de control y chequeo aseguran que las células nuevas sean idénticas a la célula original.

A veces, la desregulación del ciclo celular puede dar lugar a alteraciones en el ritmo de proliferación (las células se dividen más rápida o más lentamente). También pueden darse situaciones en las cuales las células hijas hereden ADN dañado, y causen una enfermedad.

El cáncer y el ciclo celular

El cáncer es una enfermedad compleja en la que la reproducción celular se ve acelerada y alterada. Responde a una multiplicidad de causas. Actualmente está bastante aceptado que, en casi todos los tipos de cáncer, conviven causas ambientales junto con causas de origen genético.

La desregulación del ciclo celular es una de las alteraciones que se vinculan al desarrollo de procesos cancerosos. Sucede que la falla de origen genético en las moléculas que actúan durante los puntos de control puede dar lugar a divisiones celulares anormales, como sucede en el cáncer.

Estas moléculas, como la p53, han sido ampliamente estudiadas, para poder ser utilizadas como blanco terapéutico.

Sigue con:

Referencias

• De Robertis, E. Fundamentos de biología celular y molecular. Edición 4º. El ateneo (2010).
• Geneser, F. Histología. Edición 3º. Editorial Panamericana (2003).