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 en general. Involucran su crecimiento y eventual reproducción en dos células “hijas”. Este proceso es fundamental para la existencia de los seres pluricelulares.

Se inicia con la aparición de una célula joven y culmina con su maduración y división celular, o sea, la creación de dos células nuevas. Se realiza de acuerdo a un conjunto de estímulos y respuestas bioquímicas interpretadas por el núcleo celular, las cuales garantizan la reproducción ordenada de los tejidos del cuerpo.

Por eso, normalmente las células inician su ciclo celular cuando las condiciones ambientales son propicias para ello. Sin embargo, el ciclo no ocurre siempre de la misma manera, existiendo variaciones importantes células animales y vegetales o procariotas y eucariotas. Sin embargo, ocurre en todos los seres vivos, con fines semejantes y etapas similares.

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Fases del ciclo celular

Las etapas del ciclo celular se describen de acuerdo a la fórmula:

• G_1. Del inglés Gap 1 o Intervalo 1
• S. Synthesis o Síntesis
• G_2. Gap 2 o Intervalo 2
• M. M-phase o Fase M, cuyo nombre se debe a que comprende la mitosis o meiosis, antes de la división citoplasmática o citocinesis.

Las células, antes de emprender el ciclo celular, se denominan “quiescentes” (significando que eligen estar quietas), y una vez que han emprendido el ciclo celular, pasan a llamarse “proliferantes” (significando que se multiplican con rapidez).

El ciclo celular no es lineal, sino circular, ya que las células jóvenes pueden elegir repetir el proceso, originando así dos nuevas cada una, según dicten las necesidades. Y a grandes rasgos, las distintas etapas que lo comprenden se organizan en base a dos fases separadas, que son:

• La interfase. Esta primera fase comprende las etapas G1-S-G2, y durante ellas crece hasta su nivel adecuado para iniciar la duplicación de su material genético, copiándolo por completo según su ADN.
  • Etapa Gap 1. La célula crece físicamente, duplicando sus organelos y las proteínas necesarias para las etapas siguientes.
  • Etapa S. Se sintetiza una copia completa del ADN de la célula, así como un duplicado del centrosoma, que ayudará a separar el ADN en etapas posteriores.
  • Etapa Gap 2. La célula crece aún más en tamaño, genera proteínas y organelos nuevos y se prepara para la mitosis, la división celular.
• La fase M. La fase mitótica inicia cuando la célula ha duplicado ya su material genético y organelos, lista para dividirse en dos individuos idénticos. El inicio de la mitosis parte de la separación del ADN en dos cadenas dobles, y los dos nuevos núcleos celulares se alejan el uno del otro, hacia polos opuestos.

La fase M se divide en cuatro fases distintas: profase, metafase, anafase, telofase.

Así, cuando comienza la citocinesis, que es la preparación para la separación definitiva de las dos nuevas células, queda cada núcleo por separado. Se empieza a generar una barrera entre ambas células, que luego será parte de la propia membrana plasmática, y finalmente la separación física ocurre.

Regulación del ciclo celular

El ciclo celular debe darse bajo condiciones muy específicas, que ameritan instancias de control y regulación muy específicas. De modo que sin las instrucciones precisas, no sólo no se inicia el ciclo entero, sino que no se dará el tránsito de una etapa a la siguiente.

En primera instancia, el control es ejercido por los genes en el propio código genético de la célula. Allí están las instrucciones para fabricar o modificar proteínas para detonar cada etapa del ciclo. El conjunto de enzimas que activan, facilitan o finalizan cada fase son las ciclinas y las quinasas dependientes de la ciclina.

Puntos de control del ciclo celular

Existen, especialmente durante la mitosis, una serie de puntos de control del ciclo celular, en los que se supervisa el proceso y se asegura que no se hayan cometido errores. Se trata de rutas de verificación de existencia transitoria, o sea, que una vez cumplida su función y comprobado que el proceso sigue sin fallos, desaparecen.

Además, en caso de que el problema, pasado un lapso de tiempo, no se haya resuelto de manera satisfactoria, estos puntos de control preparan la célula para que emprenda la autodestrucción o apoptosis.

Los puntos de control durante la mitosis son:

• Al final de la etapa G1 y antes de la S. Este es el punto de control para el ADN no replicado, que inhibe el gen Cdc25, el cual activa a su vez a Ciclina A/B Cdk1. Así, impide que el ciclo continúe.
• Antes de la anafase en la mitosis. Es un punto de control que garantiza la separación de los cromosomas, y opera activando la proteína Mad2 que impide la degradación de la segurina, hasta que las condiciones sean las apropiadas.
• Puntos de control de daños al ADN en G1, S o G2. En caso de que ocurra daño celular, específicamente al material genético, se activará la proteína p53, que permite la reparación del ADN. En caso de que esto falle, de inmediato se activan los procesos de apoptosis.

Importancia del ciclo celular

El ciclo celular es el ciclo fundamental de reproducción de las células, que permite el crecimiento de los organismos pluricelulares y la reparación de los tejidos. Además, provoca la proliferación necesaria para, por ejemplo, generar la masa celular crítica para formar embriones de futuros individuos nuevos de la especie.

Es un proceso que se lleva a cabo de manera constante. Está codificado en nuestro ADN mismo, por lo que se trata de uno de los ciclos fundamentales y originarios de la vida celular eucariota.

El cáncer y el ciclo celular

Como se sabe, el cáncer es una enfermedad en la que ciertas células de ciertos tejidos inician una reproducción anómala, indetenible, de células disfuncionales. Este proceso, que bien puede ocasionar la muerte si no se detiene a tiempo, no es interrumpido por el proceso natural de apoptosis celular, por lo que requiere intervención médica.

Muchos especialistas sugieren que el inicio del proceso cancerígeno está en ciertos genes reguladores del ciclo celular que no funcionan bien o resultaron dañados, sometiendo al proceso a un descontrol que a su vez engendra otras fallas y que culmina con la formación de un tumor. Dichos genes se conocen como oncogenes, y sus precursores como protoncogenes.

Referencias

• “Ciclo celular” en Wikipedia.
• “El ciclo celular – Biología” (video) en Educatina.
• “Fases del ciclo celular” en Khan Academy.
• “Ciclo celular” en Hipertextos del Área de la Biología (UNNE).
• “The Cell Cycle” en University of Leicester.
• “Cell Cycle” en The Encyclopaedia Britannica.