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Biología de bachillerato
Curso: Biología de bachillerato > Unidad 2
Lección 1: División celular y crecimiento de organismosDivisión celular y crecimiento de organismos
En los organismos multicelulares, las células individuales crecen y luego se dividen a través de un proceso llamado mitosis, lo que permite que el organismo crezca. El organismo comienza como una sola célula (óvulo fertilizado) que se divide sucesivamente para producir muchas células. Cada célula madre transfiere material genético idéntico (dos variantes de cada par de cromosomas) a ambas células hijas. La división y diferenciación celular producen y mantienen un organismo complejo, compuesto por sistemas de tejidos y órganos que funcionan en conjunto para satisfacer las necesidades de todo el organismo. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
En este video hablaremos de división celular
y crecimiento del organismo. Otra forma de plantearlo sería, ¿cómo estudiamos la fecundación?
Ya hemos hablado un poco de esto en otros videos, pero recordemos que en las especies
que se reproducen sexualmente, cada individuo comienza como una célula, la cuál es el
resultado de la fusión entre un espermatozoide y un óvulo, es decir, entre dos gametos. Y cada uno de estos gametos tiene la mitad
del material genético necesario para formar ese organismo.
Así que una vez que se fusionan, es decir, una vez que la fecundación ocurre, se genera
una célula diploide. Es decir, de manera individual, cada uno de
estos gametos es haploide ya que tienen la mitad del material genético; y luego, una
vez que se fusionan, el óvulo fecundado es diploide. Ahora bien, una vez que se fusionan, ese óvulo
fecundado comenzará a dividirse y replicarse. Y así, después de un corto periodo, podríamos
tener ocho células, cada una de las cuales proviene de una división anterior. Es decir, la primera célula se dividirá
en dos, después esas dos se convertirán en cuatro, luego esas cuatro se convertirán
en ocho, las ocho se convertirán en dieciséis, y así se seguirán dividiendo y dividiendo,
hasta que antes de darnos cuenta, tendremos miles de millones de células. Entre 30 y
40 billones de células son necesarias para crear un hermoso organismo como el que tenemos
aquí. Ahora bien, algunas preguntas interesantes
son: ¿Cómo se produce esa división? ¿Las células serán idénticas? ¿Tendrán el
mismo material genético? Y si es así, ¿cómo se diferencian entre
ellas y forman todos los distintos tipos de células que conforman este atractivo organismo?
Es decir, las células de la piel, las células del corazón, las células nerviosas. Y este proceso de división celular en el
que una célula madre se divide en dos nuevas células hijas, cada una de las cuales es
genéticamente idéntica a la célula madre, se conoce como mitosis. Así que profundicemos un poco más en la
mitosis. Empezaremos con dos células hijas de una
ronda previa de mitosis. Ahora bien, estas no serían células humanas, pues las células
humanas contienen 23 pares o 46 cromosomas. Lo que estamos viendo son cuatro cromosomas
en dos pares, así que es una célula eucariota o eucarionte. Y han codificado a los cromosomas por colores:
dos de estos son azules y dos de estos son rojos. Y el material genético está dentro del núcleo,
justo aquí. Ahora bien, estas largas hebras son los cromosomas
en su forma no condensada. Y un cromosoma realmente se puede ver como
una larga cadena de ADN, y va a tener segmentos de ese ADN que codifican para proteínas específicas,
y a esos segmentos es a lo que llamamos genes. En un par de cromosomas determinado, se codifican
los mismos genes, pero puede haber diferentes versiones del mismo gen. Quizá este gen de aquí contribuya al color
del pelo, de alguna manera, y tal vez este otro contribuya de la misma manera, pero puede
dar lugar a un color distinto de pelo. Así que a cada uno de estos cromosomas en
un par los llamamos homólogos o pares homólogos. Están codificando los mismos genes.
Son el mismo conjunto de genes, pero pueden tener diferentes versiones de esos genes o
diferentes alelos. Así que eso es lo que estamos viendo aquí.
Ahora bien, para prepararse para la mitosis, lo que veremos es que cada uno de estos cromosomas
necesita replicarse, y una vez que lo hacen, la célula podría tener este aspecto. Puede ser complicado verlo aquí, pero a las
dos copias que ahora se replican y se conectan en el centro, las llamamos cromátidas hermanas.
Y podemos ver esto un poco más claro en las primeras fases de la mitosis. Entonces, primero, vemos que los cromosomas
se condensaron en lo que clásicamente imaginamos como cromosomas cuando los observamos en un
microscopio. Lo que sucede realmente es una preparación
para la mitosis, una preparación para la división celular. Y entonces puedes ver estos
dos pares homólogos, y puedes ver que cada uno de esos cromosomas ahora consta de dos
cromátidas hermanas, una por aquí, otra por allá. A medida que avancemos en la mitosis, se separarán
en cromosomas individuales que en realidad son solo copias unos de otros. Ahora, la otra cosa que estamos viendo
en esta fase temprana de la mitosis es que la envoltura nuclear comienza a descomponerse;
y eso es importante porque vamos a separar los cromosomas. Otra cosa que podemos observar —y en futuras
clases de biología veremos esto con más detalle—, es que el huso mitótico se empieza
a formar. Ahora bien, no tenemos que entrar en todos
los detalles de las diferentes partes del huso mitótico, pero imagina un montón de
estructuras formadas principalmente por proteínas que van a actuar para permitir que la mitosis
ocurra, van a tomar los cromosomas, y los van a separar, para permitir que la célula
cambie su forma con el fin de que sea capaz de dividirse. Después de eso, entramos en la fase media
de la mitosis. Así que, ahora al entrar en las fases medias
de la mitosis, podemos ver que los cromosomas están alineados en el centro. En realidad,
se han unido al huso mitótico, lo cuál es importante porque esa es la maquinaria que
va a tirar de ellos y llevarlos a los diferentes lados de la célula. Y a medida que continuamos a través de las
fases medias de la mitosis, vemos justo allí que ahora esas cromátidas hermanas se separan
y se convierten en copias una de la otra. Se convirtieron en copias unas de otras justo
aquí, donde originalmente el ADN se replicó cuando no estaba en su forma condensada. Pero creo que ya ves a dónde va esto. A medida
que el huso mitótico tira de estos cromosomas, entonces entramos en las últimas fases de
la mitosis. Y puedes ver aquí que las cromátidas hermanas,
que ahora son cromosomas individuales, han sido jaladas a ambos lados de esta célula
que ahora está alargada. Y puedes ver que una vez que están en esta
etapa, se empieza a formar de nuevo una envoltura nuclear de cada lado, y entonces el huso mitótico
se rompe. A esta división del citoplasma en dos células hijas se le conoce como citocinesis. Así que es bastante alucinante darse cuenta
de que esto está sucediendo en tu cuerpo continuamente, y esto es lo que nos permitió
a todos nosotros empezar como un organismo unicelular, es decir, un óvulo fecundado,
y convertirnos en un organismo conformado por decenas de billones de células. Ahora, no hemos entrado en detalles aún. Aunque la gran mayoría de nuestras células
tienen exactamente la misma genética, en realidad son capaces de diferenciarse, de
expresar diferentes partes de la genética en función de los roles que deben desempeñar,
pero hablaremos de ello en futuros videos. Además, es importante entender que la mitosis
no sólo sirve para hacer crecer un organismo, también se trata del mantenimiento y la reparación
de los tejidos de un organismo. Pero detengámonos por ahora y… Observa tus manos, tus brazos, mírate al
espejo y date cuenta de que eres un organismo formado por entre 30 y 40 billones de células
que comenzaron como una sola y que pasaron través de muchas, muchas, muchas rondas de
mitosis.