Question

¿Cuáles son las principales dificultades del ciclo celular y su aplicación en el ciclo de las plantas.?

Answer 1

Todos los organismos pluricelulares están formados por células que se originan a partir de la división de células pre-existentes. Un Homo sapiens adulto está estructurado por unas 1014 células todas ellas derivadas, por división celular, a partir de una sola célula llamada cigoto. Además existe, en un adulto, un enorme número de células en continua división que permiten el reemplazo de aquellas que mueren. Antes que una célula pueda dividirse, debe aumentar de tamaño (crecer), duplicar sus cromosomas y separarlos de modo que la distribución a las células hijas sea exactamente equitativa. Estos procesos se coordinan en lo que se denomina el ciclo celular.
En octubre del año recién pasado, el Premio Nóbel en Fisiología o Medicina fue otorgado a tres investigadores que han hecho aportes notables para comprender la naturaleza del control del ciclo celular. Dichos aportes se relacionan con la identificación de moléculas que regulan el ciclo celular en todos los organismos eucariontes incluyendo levaduras, plantas, animales y el Homo sapiens. Estos aportes fundamentales tienen un enorme impacto en todos los aspectos del crecimiento celular. Defectos en el control del ciclo celular pueden resultar en el tipo de alteraciones cromosómicas que se observan en células cancerosas. En el largo plazo, estos aportes pueden generar nuevas perspectivas para el tratamiento del cáncer.
Los organismos estructurados por células que tienen sus cromosomas en un núcleo separados del resto de los componentes celulares, llamados eucariontes, aparecieron en nuestro planeta hace unos 2000 millones de años.
Los eucariontes pueden ser unicelulares como por ejemplo las levaduras y las amebas, o pluricelulares como las plantas y los animales. El cuerpo de un Homo sapiens consiste de un impresionante número de células, en promedio 1000 millones de células por gramo de tejido. Con la notable excepción de nuestros glóbulos rojos (eritrocitos) y gametos, todas nuestras células tienen un núcleo que contiene nuestro genoma completo (moléculas de DNA) distribuido en 46 cromosomas (23 pares de cromosomas).
El que las células se multiplican por división es un hecho conocido desde hace unos 100 años. No obstante, sólo en las últimas dos décadas ha sido posible identificar los mecanismos moleculares que regulan el ciclo celular y por tanto la división celular. Estos mecanismos fundamentales son notablemente similares (conservados), y operan de la misma forma, cuando se los compara en organismos evolutivamente tan distantes como una levadura y un mamífero.
Ciclo celular
Las células que conforman un organismo pluricelular se reproducen, duplicando su contenido y luego dividiéndose en dos. Los detalles del ciclo celular pueden variar de una célula a otra, o en distintos organismos, pero hay ciertos requerimientos que son universales: en primer lugar el DNA que estructura el genoma debe duplicarse; en segundo lugar, los cromosomas (que son una forma condensada de la cromatina) deben separarse de modo que se distribuyan equitativamente a las células hijas resultantes.
Los dos requerimientos mencionados ocurren generalmente en momentos discretos durante la vida de una célula, y se llevan a cabo de manera secuencial. La síntesis de DNA se efectúa durante una etapa (fase) particular del ciclo celular denominado fase S, (S de síntesis), mientras que la separación de los cromosomas en una fase posterior llamada fase M (M, de mitosis). El periodo que transcurre entre el final de una Mitosis y el comienzo de la siguiente se denomina Interfase.
La mayoría de las células presentan, además, fases adicionales en su ciclo de vida; el tiempo que media entre el fin de la mitosis y el comienzo de la síntesis de DNA se denomina G1, mientras que el período comprendido entre el fin de la síntesis de DNA y el comienzo de la siguiente mitosis se denomina G2 (Fig. 1). Durante estos periodos la célula realiza diversas funciones relacionadas con el crecimiento celular y la preparación para la mitosis, lo que generalmente toma más tiempo que la duplicación del DNA o la división celular, de modo que la célula pasa gran parte de su vida más en alguna de estas etapas (G1 o G2) que en M o S.

Figura 1.- Las diferentes etapas del ciclo celular. En la primera etapa (o fase) llamada G1, la célula crece. Cuando alcanza un cierto tamaño la célula entra en la etapa S, donde se sintetiza el DNA y como resultado los cromosomas se duplican. Durante la siguiente etapa, G2, la célula se prepara para la división. Durante la mitosis, M, los cromosomas se separan y segregan a las células hijas las que tienen de esta forma el mismo complemento cromosómico. La entrada de estas células hijas en G1 completa el ciclo celular.