Citoquinesis Definición
La citocinesis es el proceso final de la división celular eucariótica, que divide el citoplasma, los orgánulos y la membrana celular. La citocinesis suele ocurrir al final de la mitosis, después de la telofase, pero ambos son procesos independientes. En la mayoría de los animales, la citocinesis comienza en algún momento de la anafase tardía o de la telofase temprana, para asegurar que los cromosomas se han segregado completamente. Los movimientos de la citocinesis que se ven en la célula son causados por la misma red del huso que fue responsable de la separación de los cromosomas. Partes del huso responsable del movimiento de los cromosomas se rompen en la división celular tardía, para ser utilizadas en la reestructuración de las dos nuevas células.
Las células pueden dividirse uniformemente, lo que se conoce como citocinesis simétrica, o una de las células puede retener la mayor parte del citoplasma. Durante la meiosis masculina en los humanos, por ejemplo, las 4 células al final de la meiosis tienen el mismo tamaño y número relativo de orgánulos. Este proceso de espermatogénesis produce millones de espermatozoides pequeños, pero en su mayoría iguales. La oogénesis humana, en cambio, se divide mediante citocinesis asimétrica. Esto produce una célula muy grande y tres cuerpos polares. Los cuerpos polares más pequeños no se convierten en óvulos. De este modo, se producen menos óvulos, pero son células mucho más grandes. Algunas células, en los seres humanos y otras especies, no experimentan la citocinesis después de la mitosis, y forman grandes células multinucleadas.
La citocinesis en las células animales
Independientemente de que la división celular sea la mitosis o la meiosis, la citocinesis se produce de forma muy parecida. Las señales celulares indican a la célula dónde dividirse, lo que crea el plano de división. Alrededor de este plano se formará el surco citocinético, que acabará pellizcándose para separar las dos células. El proceso final de la citocinesis en las células animales es la abscisión. Durante la abscisión, el anillo contráctil de actina-miosina que crea el surco citocinético se contrae por completo, y las membranas plasmáticas sufren la fisión para separar finalmente las dos células.
Los científicos aún no saben con certeza qué causa la especificación del plano de división en las diferentes células. Se trata de un proceso complejo en el que intervienen muchos microtúbulos y señales celulares. Una vez determinada esta posición, debe establecerse el anillo contráctil de actina-miosina. La actina y la miosina son las mismas proteínas motoras que provocan la contracción de las células musculares. Las células musculares están repletas de filamentos de actina, que la proteína miosina puede juntar, si se les da energía ATP. Este mismo sistema se emplea en las células animales en división. Los filamentos de actina forman un anillo en el plano de división. A continuación, las proteínas de miosina empiezan a juntar los filamentos de actina, creando un anillo más pequeño.
Al final, todo el citoplasma y los orgánulos han sido excluidos del anillo. Lo único que queda es el anillo de actina-miosina y los microtúbulos constreñidos por el anillo. Esto se denomina estructura del cuerpo medio y también debe dividirse para que las células se separen. Esto ocurre durante el proceso de abscisión. Las proteínas se cortan y las membranas plasmáticas se fusionan. El material extracelular que mantiene unidas las células se disuelve y las células pueden separarse. En algunos animales pluricelulares, las células permanecen estrechamente asociadas, e incluso pueden formar y mantener conexiones entre sus citoplasmas conocidas como gap junctions. Estos pequeños puentes pueden formarse como restos del retículo endoplásmico que queda atrapado en la estructura del cuerpo medio, o pueden formarse posteriormente.
La citocinesis en las células vegetales
Las plantas experimentan un proceso similar de citocinesis, con la diferencia de la rigidez de sus células. Las plantas están rodeadas por una capa secundaria, la pared celular. Esta estructura extracelular es la responsable de ayudar a dar a las plantas su forma, y debe establecerse cuando una célula se divide. Para ello, las plantas utilizan estructuras fusiformes de microtúbulos conocidas como fragmoplastos. Los fragmoplastos transportan vesículas de material de la pared celular a la nueva placa celular. Estos materiales, como la celulosa, interactúan para formar una matriz compleja y fuerte. Después de que la placa divida la célula, la membrana plasmática se sellará y las dos células se separarán.
Los fragmoplastos, como los centrosomas de las células animales, organizan los microtúbulos y dirigen su crecimiento y reducción. Los componentes para la nueva placa celular son creados y empaquetados por el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. A continuación, se envían al fragmoplasto, que construye la placa celular de la mitad hacia fuera. Esto puede verse en el gráfico anterior. La placa celular comenzará en el centro, y a medida que se completa, los microtúbulos del fragmoplasto se mueven hacia afuera, hasta que alcanzan la membrana del plasma actual. Esta membrana se cortará, y la pared celular estará completamente conectada entre todas las células circundantes. Entre las dos células, el retículo endoplámico atrapado creará plasmodesmos, que son como uniones en hueco y permiten que las moléculas pasen de una célula a otra. Se ha teorizado que las plantas pueden utilizar estos plasmodesmos como una forma de comunicación celular.
- Surco de clivaje – Pliegue en la membrana celular, creado por la contracción de los filamentos proteicos.
- Cariocinesis – Separación de los cromosomas, independiente de la división de la célula.
- Plasmodesmos – Secciones de las células vegetales que permanecen conectadas a otras células, a veces formadas durante la citocinesis.
- Gap Junction – Partes de las membranas de las células animales que permanecen estrechamente asociadas a las células circundantes, como las sinapsis neuronales.
Quiz
1. Una serie de proteínas son responsables de la sincronización de la citocinesis. Para fabricar y regular estas proteínas, la célula debe gastar una cantidad considerable de energía. ¿Cuáles son los beneficios de tener una citocinesis bien programada?
A. Una división celular más rápida
B. Menos errores y destrucción de cromosomas
C. Hace posible más divisiones
2. Durante la meiosis, un organismo diploide con 8 cromosomas totales se somete a dos rondas consecutivas de citocinesis. Después de la citocinesis II, ¿cuántos cromosomas hay en cada célula?
A. 4
B. 8
C. 2
3. ¿Por qué los planes terrestres deben construir una pared celular cada vez que quieren dividirse? ¿Por qué no hacerlo después de la citocinesis?
A. Demasiado difícil una vez que las células se han establecido.
B. Toda la planta podría debilitarse, estructuralmente.
C. La pared celular crea la membrana plasmática.