Qué es la citocinesis y cuál es su importancia

La citocinesis (o citodiéresis) es la última fase del ciclo celular. Durante la citocinesis, el citoplasma de la célula y los orgánulos que contiene se divide en dos fracciones que darán lugar a dos nuevas células. La citocinesis tiene lugar una vez finalizada la telofase de la división celular. Una vez ha finalizado el proceso de distribución del ADN en dos bloques, la célula debe dividir el citoplasma y su contenido de manera que estas partes queden encerradas dentro de una membrana plasmática y, en el caso de las células vegetales y de los hongos, rodeadas de pared celular.

La citocinesis tiene lugar de forma distinta en la célula eucariota animal, vegetal y fúngicas (de los hongos). La forma en que se produzca la división del citoplasma vendrá determinada por la presencia o no de una pared celular rodeando la membrana plasmática.

Citocinesis dependiendo de la célula eucariota

• En la célula eucariota animal, que no tiene pared celular, la citocinesis tiene lugar por estrangulamiento de la zona media de la célula.
• En cambio, en las células vegetales, que poseen pared vegetal, la citocinesis se produce por la formación de un tabique de pared celular que separa la célula en dos mitades.
• Finalmente, en el caso de las células eucariotas fúngicas (de los hongos), se da al mismo tiempo la estrangulación de la membrana plasmática y la formación de un septo de división que separara el citoplasma para formar dos células separadas.

La citocinesis es distinta si se trata de células animales, vegetales o de hongos. Pero en todos los casos se dan tres fases:

Fase 1) Definición del plano de división

El plano en que se dividirá la célula se establece de forma distinta en las células animales y en las células vegetales o de hongos. En las células eucariotas animales, el plano en que se dividirá la célula viene determinado por la posición del huso acromático, durante la división de la célula.

El huso acromático es una estructura formada por microtúbulos que dirigen la migración de los cromosomas en las diferentes fases de la división celular.

El plano de división es perpendicular a la orientación del huso acromático. El primer indicio del inicio de la división del citoplasma es la aparición del surco escisión en la superficie de la membrana celular. El surco de escisión está situado en la zona ecuatorial de la célula (zona media de diámetro máximo).Este surco se irá acentuando hasta generar un estrangulamiento del citoplasma que culminará con la separación en dos células independientes.

En las células de vegetales y fúngicas, la orientación y posición del plano de división viene determinada por la posición del núcleo celular. En las fases iniciales de la división celular, el núcleo se rodea de haces de microtúbulos que aparecen a su alrededor, estos microtúbulos desaparecen al final de la división celular, pero las marcas que dejan en la superficie de la célula marcarán la orientación del plano de división.

Fase 2) Ensamblaje de las estructuras que llevan a cabo la división

También en el caso de las estructuras que participan en la citocinesis, existen diferencias entre las células animales, vegetales y de los hongos.

En las células animales la estructura encargada de dividir la célula es el anillo de escisión. El anillo de escisión se empieza a ensamblar durante la anafase de la división celular. Este anillo está formado por dos proteínas actina y miosina. La actina y la miosina son las dos proteínas responsables de la contracción de las células musculares. En el anillo de escisión también se contraen, estrangulando la célula por la zona ecuatorial a medida que el anillo reduce su diámetro. Este anillo contráctil se conoce con el nombre de anillo de actomiosina. El anillo contráctil se irá desensamblando al mismo tiempo que se produce la contracción, de forma que prácticamente habrá desaparecido al finalizar el estrangulamiento del citoplasma celular.

En las células vegetales, la estructura en cargada de la división del citoplasma es el fragmoplasto. El fragmoplasto es una estructura formada por vesículas procedentes del aparato de Golgi y microtúbulos que formaban parte del huso acromático. Las vesículas migran hacia el ecuador de la célula. Este desplazamiento de las vesículas, es posible gracias a las proteínas motoras (actina y miosina) que desplazan las vesículas a lo largo de los microtúbulos.

Cuando las vesículas alcanzan la zona media de la célula, se fusionan entre sí dando lugar a la membrana plasmática que dividirá la célula en dos. El contenido de las vesículas es liberado en la zona intermedia entre las dos nuevas células y constituirá la lámina media de la nueva pared celular. En las células vegetales el crecimiento de la pared celular es centrífugo (desde el interior hacia la periferia)

En las células de los hongos, no se forma fragmoplasto. La pared de las células fúngicas está constituida básicamente por glucanos (polisacárido). En la citocinesis, las células fúngicas forman una pared celular especial denominada septo de división de forma simultánea a la acción de un anillo contráctil de actina y miosina (anillo de actomiosina). Este septo de división se forma cuando la membrana celular se invagina (forma un pliegue hacia el interior) formando un surco, gracias a la acción del anillo contráctil, y éste se va llenando con polisacáridos. En este caso la pared se forma de forma centrípeta (desde la periferia hacia el interior).

Fase 3) Separación del citoplasma celular

• En las células eucariotas animales, la separación del citoplasma celular para dar lugar a dos nuevas células, supone la eliminación previa de los restos del huso acromáticos atrapados en el anillo de escisión. Los microtúbulos son eliminados a la vez que se desmantela el anillo contráctil y se activa la maquinaria de fisión celular para finalizar la separación completa de las dos nuevas células, rompiendo en primer lugar para separar el citoplasma de ambas células y a continuación sellando cada una de las dos membranas.
• En las células eucariotas vegetales, la separación del citoplasma celular interviene únicamente la maquinaria de fisión de la membrana celular, dado que en este caso no se forman anillos de constricción. La fusión de vesículas, transportadas por el fragmoplasto, proporcionan nuevos segmentos a la membrana plasmática y aportan los enzimas necesarios para la rotura y sellado de estas.
• En las células eucariotas fúngicas el proceso de separación del citoplasma celular implica a la vez el desmantelamiento de los restos de los microtúbulos, la desaparición del anillo de escisión y el proceso de la rotura y sellado de la membrana que supone, como en el caso de los vegetales, la síntesis de la pared celular.

Terminamos esta lección sobre qué es la citocinesis y su importancia hablando de por qué es vital este proceso. Aquí te damos las dos principales razones.

Permite la proliferación celular y el crecimiento

La importancia biológica de la citocinesis es que permite la proliferación celular imprescindible para el desarrollo, crecimiento y mantenimiento de los organismos pluricelulares. Si tras los procesos de división celular no se produjera el proceso de la citocinesis, no sería posible incrementar el número de células de un organismo o sustituir aquellas células que mueren. En cambio se produciría una célula plurinucleada (cenocito), este fenómeno es relativamente frecuente en el caso de hongos y algas. En cambio en los organismos aucariotas animales y vegetales los cenocitos no son tan frecuentes.

Permite la aparición de células especializadas de diversos tipos

Otro aspecto importante de la citocinesis es que el proceso es imprescindible para la formación de células especializadas. Porque un aspecto esencial del desarrollo de los organismos pluricelulares es poder generar multitud de tipos celulares distintos a partir de una única célula. Además de permitir la aparición de dos nuevas células a partir de una célula inicial, en ocasiones, la citocinesis no supone un reparto equitativo del citoplasma entre las dos células hijas resultantes. Este es uno de los mecanismos utilizados para la diferenciación celular que da lugar a nuevos tipos celulares.

Una vez ya sabes qué es el proceso de citocinesis, habrás comprendido la manera en la que una célula se divide en dos células hijas. Sin embargo, este proceso no es igual en las células vegetales, que en las células animales. ¡Te explicamos los dos tipos de citocinesis que existen!

Citocinesis en células vegetales

La citocinesis en las células vegetales se produce después de la formación de un tabique de separación, que se llama fragmoplasto. Este se genera a través de la acumulación de vesículas procedentes del Aparato Golgi (orgánulo celular que tiene como función manejar las proteínas sintetizadas por el retículo endoplasmático para transformarlas y exportarlas al resto del organismo) y que contiene todo el material necesario para elaborar una nueva pared celular.

Cuando el fragmoplasto entra en contacto con las paredes celulares, se forma el tabique justo en medio de la célula, lo que hará que esta se separe para formar 2 células hijas.

Citocinesis en células animales

En las células animales, la citocinesis se produce a través de la formación de un surco de división en la superficie celular, que comienza a extenderse y profundizar, hasta el punto en el que divide la célula en dos. Esta partición es posible gracias a la contracción que genera el anillo contráctil, elaborado con filamentos de actina, miosina y otras proteínas reguladoras y estructurales.

Cuando el anillo se va estrechando, el surco se va agrandando y el citoplasma es estrangulado hasta que llega al punto de separación celular. En este momento se forman las dos células hijas.

El anillo contráctil se posiciona justo debajo de la membrana plasmática y se contrae de forma gradual. Esto hace que se inserte una nueva membrana junto al anillo, que ayuda a compensar el aumento de superficie durante la división del citoplasma, sellando por completo las dos células hijas.

Por lo tanto, la citocinesis en células animales se lleva a cabo en 4 etapas bien diferenciadas:

1. Iniciación
2. Contracción
3. Inserción de membrana
4. Finalización

La citocinesis es una parte crucial en el proceso de división celular y su función principal es la de separar el citoplasma y otros componentes celulares en dos células hijas separadas después de la división del núcleo.

La citocinesis asegura que cada célula hija obtendrá una cantidad adecuada de estructuras celulares para sobrevivir y funcionar de manera independiente.

La citocinesis no es considerada una parte de la mitosis porque es un proceso separado y distinto a la mitosis:

• La mitosis es un proceso que se enfoca en la división del núcleo celular y la distribución equitativa de los cromosomas entre las células hijas
• Mientras que la citocinesis se centra en la división del citoplasma y la creación de dos células hijas separadas.

Es cierto que la mitosis y la citocinesis ocurren de manera consecutiva en el ciclo celular, pero son procesos diferentes, con mecanismos y regulaciones diferentes.

En la citocinesis intervienen varias sustancias y componentes celulares, a fin de llevar a cabo la división del citoplasma y la formación de dos células hijas que se valgan por sí mismas y sean completamente útiles en nuestro organismo. Estas son las sustancias intervienen en la citocinesis.

Filamentos de actina

La actina es una proteína que forma parte de los filamentos de actina, que son fundamentales en la citocinesis de las células animales. Estos filamentos de actina son los que se organizan en un anillo contráctil alrededor del centro de la célula y son responsables de la contracción que estrangula la célula madre en dos partes.

Miosina

La miosina es otra proteína que forma parte del anillo contráctil en la citocinesis de las células animales. Trabaja en conjunto con la actina y es esencial para la contracción del anillo y la división del citoplasma.

Vesículas de membrana

Durante la citocinesis, se producen vesículas de membrana que contienen lípidos y proteínas de membrana. Estas vesículas se fusionan con la membrana plasmática y contribuyen a la formación de nuevas membranas celulares que rodearán a las células hijas.

Microtúbulos y proteínas motoras

En las células vegetales, la citocinesis se lleva a cabo a través de la formación de una nueva pared celular en lugar de un anillo contráctil. Para que este proceso pueda ser posible, intervienen microtúbulos y proteínas motoras que transportan vesículas de pared celular al sitio de división y contribuyen a la síntesis de los materiales de la pared celular.

Componentes de la pared celular

En las células vegetales, la síntesis de la nueva pared celular implica la construcción a través de celulosa y otros materiales de la pared celular. Estos componentes son esenciales para la construcción de la pared celular que separará a las células hijas:

• Celulosa: La celulosa es el componente principal y más abundante de la pared celular en las células vegetales. Es un polisacárido compuesto por cadenas lineales de glucosa, que están unidas por enlaces de hidrógeno y forman una estructura fuerte y resistente. La celulosa aporta rigidez y resistencia a la pared celular, permitiendo que la célula mantenga su forma y soporte la planta.
• Hemicelulosa: La hemicelulosa es un polisacárido que se encuentra junto con la celulosa en la pared celular. A diferencia de la celulosa, la hemicelulosa no tiene una estructura tan rígida y está compuesta por una variedad de azúcares y cadenas laterales. Se encarga de la flexibilidad de la pared celular y de su capacidad para absorber agua, lo que es importante para el crecimiento y expansión de las células vegetales.
• Pectina: La pectina se encuentra en regiones intermedias entre las fibras de celulosa. Es una sustancia gelatinosa compuesta principalmente de azúcares ácidos como el ácido galacturónico. Aporta propiedades adhesivas y proporciona una matriz gelatinosa que ayuda a mantener la integridad de la pared celular.

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