Las 7 fases de la mitosis (y qué sucede en cada una)

La capacidad de las células para dividirse es, sin duda, uno de los pilares fundamentales de la vida. Absolutamente todas las células de todos los seres vivos, desde los unicelulares como las bacterias hasta los pluricelulares como nosotros, los humanos, son capaces de replicar su material genético y dar lugar a células hija.

En el caso del cuerpo humano, nuestro organismo está compuesto por la suma de 37 millones de millones de células, es decir, 37 billones de microscópicas unidades vivas que, especializándose en distintos tejidos y órganos y trabajando de forma coordinada, hacen que nos mantengamos vivos y podamos desarrollar nuestras habilidades tanto físicas como cognitivas.

Ahora bien, las células de nuestro cuerpo no son eternas. Están constantemente dañándose y muriendo, ya sea por factores externos o porque simplemente “ha llegado su hora”. Sea como sea, nuestros tejidos y órganos deben renovarse, lo que, a nivel celular, se traduce en la mitosis.

Esta mitosis, que es la división celular que tiene lugar en las células somáticas, permite obtener, a partir de una célula, dos hijas con el mismo número de cromosomas y la misma (o casi la misma) información genética. En el artículo de hoy, además de entender la naturaleza y la función de esta división, analizaremos qué ocurre en cada una de sus fases.

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¿Qué es la mitosis?

La mitosis es, junto a la meiosis, uno de los dos grandes tipos de división celular. Es aquella que tiene lugar en todas las células somáticas de los organismos pluricelulares eucariotas pluricelulares y es la forma de reproducción asexual de los unicelulares, como las bacterias.

Pero vayamos paso a paso. Primero, ¿qué significa célula somática? Una célula somática es cualquier célula de un organismo pluricelular que forma parte de algún tejido u órgano (células musculares, hepáticas, óseas, epiteliales, neuronas…) a excepción de las células germinales, es decir, aquellas que generan óvulos o espermatozoides.

Estas células germinales, por lógica, realizan la meiosis. Pero esto es otro tema. En lo que a mitosis se refiere, esta división celular que tiene lugar en prácticamente todas las células de nuestro cuerpo (menos las que generan gametos sexuales) consiste en dividir una célula madre en dos células hija que no solo tienen el mismo número de cromosomas, sino la misma (o casi la misma) información genética.

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En el caso del ser humano, sabiendo que nuestras células tienen 23 pares de cromosomas, una división mitótica dará lugar a dos células nuevas con, también, 23 pares de cromosomas. O dicho de otra manera, la mitosis es la división celular en la que una célula diploide (2n, que quiere decir que son 23 pares de cromosomas, con un total de 46) da lugar a dos células que siguen siendo diploides.

E incluso podemos definirlo de otra manera, pues la mitosis busca generar clones. A diferencia de la meiosis, que busca variabilidad genética (muy importante al generar gametos sexuales), la mitosis quiere que las células hijas sean copias exactas de la madre. Y es que, al dividir una célula pulmonar para regenerar este órgano, ¿qué interés tiene que la célula hija sea distinta? Queremos que sean siempre iguales.

Ahora bien, ¿esto se consigue? Por suerte o por desgracia, no. Y es que las enzimas encargadas de hacer copias del material genético de nuestras células antes de la división, aunque son más eficientes que cualquier máquina (solo se equivocan en 1 de cada 10.000.000.000 nucleótidos que incorporan a la cadena de ADN), también pueden cometer errores.

Por lo tanto, pese a que el objetivo es dar lugar a clones, la célula hija nunca es 100% igual a la madre. Y, por desgracia, esto es lo que abre la puerta a las mutaciones que terminan dando lugar a un cáncer, por ejemplo. Por ello, cuantas más veces obliguemos a nuestras células a dividirse (las células pulmonares y el tabaco, por ejemplo), más probable será que los fallos genéticos se acumulen.

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Ahora bien, en la otra cara de la moneda tenemos que este pequeño porcentaje de error fue lo que permitió que las bacterias evolucionaran en organismos más complejos. Y es que la base de la reproducción de los unicelulares es esta mitosis, la cual, al no ser perfecta, permitió el inicio de la historia evolutiva.

En resumen, la mitosis es un tipo de división celular que tiene lugar en las células somáticas de los organismos pluricelulares para la regeneración de órganos y tejidos (en unicelulares es la forma de reproducción asexual) en la que una célula madre diploide hace copias de su material genético para generar dos células hijas también diploides y con la información genética prácticamente igual.

¿En qué fases se divide la mitosis?

Para no complicarlo demasiado, veremos cómo sucede la mitosis en los organismos eucariotas. Y es que a pesar de que seamos totalmente distintos a una esponja de mar, todos y cada uno de los seres pluricelulares (e incluso unicelulares procariotas como los hongos) realizamos la mitosis de la misma forma, pues consiste en distintas fases bien marcadas. Veámoslas.

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0. Interfase

La interfase la consideramos como la fase 0 ya que realmente todavía no está teniendo lugar la división de la célula, pero es una etapa imprescindible para que la mitosis suceda correctamente. La interfase es, a grandes rasgos, la fase en la que la célula se prepara para entrar en la mitosis.

Y, visto lo visto anteriormente, ¿qué es lo primero que tiene que hacer la célula antes de plantearse dividirse? Exacto: replicar su material genético. En este sentido, la interfase abarca toda la vida de una célula a excepción de la división, por lo que es el momento en el que desarrolla sus funciones metabólicas y participa en sus funciones dentro del organismo.

Como su propio nombre indica, está entre fases. Dicho de otra manera, la interfase es aquella etapa de la vida celular en la que la célula está a la espera de tener que dividirse. Dependiendo de la célula, estará más o menos tiempo en interfase. Las células del epitelio intestinal, por ejemplo, tienen una interfase de entre 2 y 4 días (rápidamente tienen que dividirse), mientras que las de los músculos pueden estar 15 años en interfase.

Sea como sea, cuando sea su momento (los genes lo determinarán), esta célula en interfase empezará a replicar su material genético. Mediante distintas enzimas (en especial la DNA polimerasa) que se unirán a la doble cadena de ADN, se conseguirá una copia.

En este sentido, la interfase termina con una célula en el que el número de cromosomas se ha duplicado. En lugar de ser diploide (2n), es tetraploide (4n); es decir, la célula tiene ahora 92 cromosomas. Cuando esto sucede, se entra de pleno en la mitosis propiamente dicha.

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1. Profase

La profase es la primera etapa de la mitosis. Partimos de una célula que ha culminado su interfase y que, al haber duplicado su número de cromosomas, está lista para dividirse. La cromatina (la forma en la que se encuentra el ADN durante la interfase) se condensa hasta formar los cromosomas propiamente dichos y visibles con su forma característica.

En esta fase, cada uno de estos cromosomas duplicados adquiere un aspecto de doble filamento, constituyendo las cromátides hermanas. Es decir, cada cromosoma queda unido a su “hermano”. Recordemos que para cada cromosoma, hay una copia. Y lo que nos interese (ya veremos por qué) es que estos se unan.

La manera de unirse es a través de lo que se conoce como centrómero, una estructura que une de forma central (de ahí el nombre) las cromátides hermanas. Paralelamente, desaparece la membrana nuclear y el nucleolo (una región del núcleo que regula distintas funciones celulares pero que no se necesita cuando se entra en profase) y se forma el huso mitótico, una estructura del citoesqueleto que conforma un conjunto de fibras (microtúbulos) que, como veremos, permitirá el posterior desplazamiento de cromosomas.

Además, entran en escena los centrosomas, dos orgánulos que migran hacia extremos de la célula y que, en relación con el huso mitótico, dirigirán la división.

2. Prometafase

En la prometafase, estos centrosomas ya están en polos opuestos de la célula. La membrana nuclear se ha desintegrado por completo, así que los microtúbulos del huso mitótico tienen “vía libre” para interactuar con los cromosomas.

En la prometafase, lo más importante es que las cromátides hermanas desarrollan lo que se conoce como cinetocoro, una estructura que surge en el centrómero. Lo importante es que cada una de las dos cromátides hermanas (recordemos que se habían juntado los cromosomas hermanos) desarrolla un cinetocoro y cada uno de ellos está en una dirección opuesta al cinetocoro de su “hermano”.

Pero, ¿cuál es la importancia de esto? Muy sencillo. Este cinetocoro será el lugar de anclaje de los microtúbulos del huso mitótico. En este sentido, los microtúbulos, dependiendo de qué centrosoma vienen (recordemos que se han puesto en extremos opuestos), se unirán a un cinetocoro de la parte “derecha” o izquierda”.

En este sentido, la prometafase termina con un hemisferio de cromátides que está agarrado a un centrosoma a través de microtúbulos y, el otro hemisferio, al del otro polo.

3. Metafase

En la metafase, los cromosomas constituyen lo que se conoce como placa metafásica, que consiste básicamente en una alineación de las cromátides hermanas en el centro vertical de la célula. Recordemos que los microtúbulos siguen unidos a los cinetocoros de las cromátides.

En este momento, unos microtúbulos que salen del centrosoma pero en dirección opuesta a los cromosomas, se anclan en la membrana plasmática. La célula está a punto de dividirse. La metafase es la etapa más larga de la mitosis, pues el huso mitótico se tiene que estructurar perfectamente para que no haya errores en las fases posteriores.

4. Anafase

En la anafase, los centrómeros que mantenían unidas a las cromátides hermanas desaparecen. Al no tener este punto de unión, los microtúbulos ya no tienen ningún impedimento para arrastrar a cada una de ellas hacia polos opuestos de la célula. Recordemos que cada cromátida estaba unida a unos microtúbulos a través del cinetocoro.

Sea como sea, estos microtúbulos estiran de las cromátides y hacen que se separen de su hermana, llevándolas hacia extremos opuestos de la célula. Al mismo tiempo, mientras tiene lugar esta migración de cromátides, la propia célula empieza a alargarse.

Cuando termina la anafase, tenemos la mitad de cromosomas en un polo de la célula y la otra mitad en el polo opuesto. Por lo tanto, en cada extremo de la célula tenemos el mismo número de cromosomas que en el otro y, además, al haber separado las hermanas, tenemos una distribución equitativa.

5. Telofase

En la telofase, como ya ha tenido lugar la migración de cromátides, el cinetocoro puede desaparecer. Los microtúbulos ya las han arrastrado, así que no tienen por qué seguir unidos a ellas. De hecho, estos microtúbulos empiezan a desintegrarse.

Paralelamente, la membrana nuclear empieza a formarse de nuevo, teniendo una en cada uno de los polos de la célula, el nucleolo vuelve a formarse y, sobre todo, los cromosomas empiezan a descondensarse, dando lugar, de nuevo, a la cromatina. Recordemos que ahora tenemos una célula con un número duplicado de cromosomas pero que todavía no ha dado lugar a dos células hijas.

Al mismo tiempo, en el plano donde había la placa metafásica, empieza a formarse lo que se conoce como hendidura, un conjunto de proteínas que aparecen formando una especie de anillo alrededor de la célula.

6. Citocinesis

En la citocinesis, este anillo de proteínas (especialmente actina y miosina) empieza a contraerse, como si de una anaconda abrazando a su presa se tratara. Este anillo, que se había formado de forma paralela a la placa metafásica, se encuentra, por lo tanto, justo en el ecuador de esta célula alargada.

Una célula que, por cierto, ya ha culminado la formación de dos núcleos con una membrana nuclear óptima dentro de la cual la información genética está en forma de cromatina. La contracción del anillo continúa hasta que la contracción es tal que la célula se divide en dos. Dicho de otra manera, el anillo termina por cortar esta célula binucleada por la mitad, dando lugar a dos células con un núcleo cada una.

¿El resultado? Dos células que proceden de una célula binucleada (con el número de cromosomas duplicado) y que, por fin, son resultado de la mitosis. Cada una de ellas tiene el número de cromosomas de la célula madre (diploide) y la misma información genética que ella, pero renovada.