Citocinesis en Animales y Plantas: Definición y ejemplo

¿Qué es Citocinesis?

Una de las características definitorias de los seres vivos es que toda la vida se reproduce. Desde la secuoya más grande hasta el organismo unicelular más pequeño, la vida encuentra una manera de copiarse a sí misma. Las células individuales se reproducen mediante procesos de mitosis y meiosis. Tanto la mitosis como la meiosis tienen dos componentes clave: la división del material genético (generalmente realizada mediante profase, metafase, anafase y telofase) y la división del cuerpo celular/citoplasma. Este último paso se produce mediante el fascinante proceso de la citocinesis.

Definición de citocinesis

La citocinesis es el proceso en el que el contenido citoplasmático de la célula se divide en dos nuevas células. La citocinesis ocurre después de que el contenido de la célula se ha duplicado y asegura que cada célula hija reciba todo el citosol y los orgánulos celulares que necesita para comenzar su nueva vida. Todas las partes celulares (no sólo los dos núcleos, sino también los ribosomas, las mitocondrias y el aparato de Golgi) se segregan durante la citocinesis. El nombre citocinesis proviene de las palabras griegas cyto-, que significa compartimento o célula, y -kinesis, que significa movimiento (de ahí que «kinesiología» sea el estudio de los cuerpos en movimiento). Así, la citocinesis implica los movimientos que separan las distintas partes de la célula en dos mitades.

No todas las células realizan la citocinesis de la misma manera. Una de las distinciones más importantes es la diferencia entre la citocinesis en células animales y la citocinesis en células vegetales. Aunque ambas son células eucariotas, realizan versiones muy diferentes de citocinesis, principalmente porque las células vegetales tienen que lidiar con una pared celular externa rígida.

¿Qué hace la citocinesis?

El proceso de citocinesis permite la separación de la célula en dos células hijas, ya sea juntando los bordes de la membrana celular en un pequeño punto que sella las membranas separadas (como dividir una pompa de jabón en dos) o creando una división en el medio que divide la célula luego agrega dos paredes celulares en el sitio de la división. Por lo general, comienza al final de la anafase, cuando el material nuclear ya se ha separado en los dos polos de la célula. Durante la telofase, mientras la membrana nuclear se reforma alrededor de los dos nuevos núcleos hijos, la citocinesis funciona para garantizar que cada nueva célula hija obtenga uno de los nuevos núcleos y suficientes partes celulares (citoplasma, ribosomas, mitocondrias, retículo endoplásmico, etc.) para sobrevivir..

Aunque la citocinesis suele ocurrir principalmente durante la telofase, los dos términos no son sinónimos. La telofase se refiere a un momento específico durante el ciclo celular; es la etapa final de la división mitótica o meiótica. Por el contrario, la citocinesis es un proceso (la división del citoplasma) que la célula lleva a cabo durante el tiempo de la telofase. De hecho, es posible que una célula pase por el tiempo de telofase sin realizar citocinesis, lo que da como resultado células grandes y multinucleadas (células con múltiples núcleos). Aunque es poco común, este tipo de división celular incompleta es importante en los hongos y ciertos tipos de células óseas humanas (osteoclastos).

Citocinesis en células animales

Las células animales carecen de pared celular; su único límite externo es la membrana celular o membrana plasmática. Debido a esto, las células animales pueden doblar su membrana celular hacia adentro y realizar la citocinesis «de afuera hacia adentro» formando un surco de escisión. Un surco de escisión es una hendidura en la superficie celular que se profundiza continuamente hasta que la célula animal queda «pellizcada» en dos mitades separadas. Es empujado hacia adentro por el anillo contráctil, una delgada banda de filamentos de actina conectada a la membrana plasmática que se hace cada vez más pequeña por el movimiento de las proteínas motoras de miosina.

Telofase: Célula Animal

La citocinesis comienza al final de la anafase y continúa durante la telofase tanto de la mitosis como de la meiosis. Es importante que la citocinesis no sea demasiado temprana: tiene que ocurrir después de que los cromosomas hayan migrado a los polos opuestos de las células (lo que normalmente ocurre durante la anafase). El anillo contráctil a menudo se forma durante la anafase y puede aparecer una ligera hendidura en la membrana plasmática. Durante la telofase, la envoltura nuclear se reforma alrededor de los grupos de cromosomas en cada extremo de la célula y los cromosomas se descondensan en un estado de cromatina suelta. La hendidura se profundiza hasta convertirse en un surco de escisión completamente formado, que eventualmente separará completamente el citoplasma en dos células separadas.

¿Cómo se ve la citocinesis en las células animales?

La citocinesis comienza en las células animales cuando se forma un anillo contráctil en el mismo plano que la placa de metafase (la línea imaginaria que divide el centro de la célula donde se alinearon los cromosomas durante la metafase). El anillo contráctil está compuesto por miles de filamentos microscópicos de actina, las partículas más pequeñas que forman el citoesqueleto. En la siguiente figura, el anillo contráctil se muestra en rosa, mientras que los microtúbulos más grandes que formaron el huso mitótico y separaron los cromosomas se muestran en verde.

El anillo contráctil se contrae, o se contrae, mediante el movimiento de las proteínas motoras de miosina, mientras acerca los filamentos de actina hacia adentro (nota: ¡estos son los mismos componentes celulares y el mismo mecanismo utilizado para hacer que los músculos esqueléticos se contraigan!). A medida que el anillo contráctil se contrae, tira de la membrana plasmática hacia adentro, creando un surco de escisión cada vez más profundo, o hendidura, alrededor del ecuador de la célula. El surco de escisión (que se muestra en rojo en la figura siguiente) se empujará cada vez más hacia adentro hasta que todos los lados de la célula se unan en el medio, «pellizcando» efectivamente la célula en dos compartimentos separados (dos células hijas).

La siguiente imagen muestra la primera división de un óvulo fertilizado. Esto proporciona una buena visión externa del surco de escisión.

Citocinesis en células vegetales

Mientras que el exterior de la célula animal es lo suficientemente flexible como para doblarse hacia adentro y formar un surco de escisión, la membrana plasmática de la mayoría de las células vegetales está rodeada por una pared celular rígida e inflexible. Por lo tanto, las células vegetales realizan la citocinesis a través de su propio mecanismo distintivo, «de adentro hacia afuera», que implica la formación de una placa celular. La placa celular es una «protopared celular» que se forma en el medio de la célula vegetal en división a partir de vesículas que contienen materiales de construcción de la pared celular. Estas vesículas se fusionan para formar un plano de crecimiento que eventualmente abarcará todo el diámetro de la célula y formará una nueva pared celular que separará las dos células hijas.

Telofase: Célula Vegetal

Las etapas de la mitosis (profase, metafase, anafase y telofase) son marcadamente similares tanto en células animales como vegetales, aunque existen algunas diferencias (p. ej., la ausencia de un centrosoma en las células vegetales). Durante la anafase, las copias de los cromosomas vegetales migran a polos opuestos, pero no se forman surcos de escisión ni anillos contráctiles. En cambio, en la anafase tardía, las vesículas migrarán desde los aparatos de Golgi al centro de la célula y se fusionarán formando un disco plano rodeado de membrana. Este disco eventualmente crecerá hasta convertirse en una nueva pared celular que dividirá las dos células hijas.

¿Cómo se ve la citocinesis en las células vegetales?

La citocinesis en las células vegetales está controlada por el fragmoplasto, una red de microtúbulos y vesículas que llevan los polisacáridos y glicoproteínas necesarios para formar una nueva pared al centro de la célula. En lo que alguna vez fue, anteriormente en la mitosis, la placa metafásica, estas vesículas se fusionan para formar una pared protocelular plana llamada placa celular. La placa celular está encerrada en una membrana plasmática construida a partir de las membranas fusionadas de las vesículas en contracción.

A medida que más y más vesículas se fusionan, la placa celular crece cada vez más hasta que finalmente toca los lados circundantes de la célula vegetal. En este punto, la membrana plasmática que rodea la placa celular se fusiona y pasa a formar parte de la membrana celular de cada una de las células hijas, y la placa celular se convierte en una nueva sección de pared celular entre ellas.

Comparar y contrastar la citocinesis en células animales y vegetales

Aunque el objetivo general de la citocinesis es el mismo tanto en células animales como vegetales, los mecanismos que utilizan para llevarla a cabo son bastante diferentes. La siguiente tabla resume las similitudes y diferencias entre estos dos procesos.

Resumen de la lección

La citocinesis es el proceso en el que el contenido citoplasmático de la célula se divide en dos nuevas células. Este proceso asegura que cada célula hija reciba todo el citosol y los orgánulos celulares que necesita para comenzar su nueva vida. La citocinesis ocurre predominantemente durante la telofase (aunque comienza en la anafase tardía) tanto de la mitosis como de la meiosis.

En las células animales, la citocinesis se logra mediante un surco de escisión ; una hendidura profunda alrededor del ecuador de la celda. Debajo del surco de escisión, un anillo de filamentos de actina llamado anillo contráctil se hace cada vez más pequeño por el movimiento de las proteínas motoras de miosina. A medida que el anillo se contrae, empuja el surco de escisión más profundamente hacia la celda hasta que los bordes se juntan, sellando las dos celdas.

Las células vegetales no pueden formar surcos de escisión porque sus rígidas paredes celulares exteriores no se doblan como la membrana celular. En cambio, las células vegetales utilizan una red de microtúbulos y vesículas llamada fragmoplasto para transportar las macromoléculas que forman la pared celular al centro de la célula. Allí las vesículas se fusionan para crear una placa celular revestida de membrana. La placa celular crece hasta abarcar todo el ancho de la célula. Cuando toca las paredes celulares circundantes, la placa celular se convierte en una nueva pared celular que separa las dos células hijas.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador