La imagen A representa el ciclo celular, es decir, el conjunto ordenado de etapas que recorre una célula desde que se forma hasta que se divide y origina dos células hijas. En las células eucariotas comprende la interfase, formada por las fases G
, S y G
, y la fase M o de división.
En la fase G
, o primer periodo de crecimiento, la célula aumenta de tamaño, sintetiza ARN, proteínas y orgánulos y realiza sus funciones normales, a la vez que se prepara para replicar el ADN. Es la fase más variable en duración y en ella se sitúa el punto de restricción, donde se decide si la célula continúa el ciclo o no; si no lo hace, entra en la fase G
, un estado de reposo en el que células como las neuronas o las musculares esqueléticas pueden permanecer meses o toda la vida.
En la fase S, o de síntesis, se replica el ADN, de manera que cada cromosoma pasa de tener una cromátida a tener dos cromátidas hermanas idénticas. Se sintetizan también las histonas necesarias para empaquetar el nuevo ADN y, en las células animales, se duplican los centriolos.
En la fase G
, o segundo periodo de crecimiento, la célula sigue creciendo y sintetiza las proteínas necesarias para la división, como la tubulina del huso. Además, los mecanismos de control comprueban que el ADN se haya replicado por completo y correctamente antes de permitir el paso a la división.
En la fase M tiene lugar la división celular propiamente dicha: la mitosis, con sus etapas de profase, metafase, anafase y telofase, en la que se reparte el material genético, seguida de la citocinesis, que divide el citoplasma y separa físicamente las dos células hijas, genéticamente idénticas entre sí y a la madre.
La gráfica B representa la meiosis. Se justifica porque, partiendo de una cantidad de ADN por núcleo de 2, esta se duplica hasta 4 y después se producen dos descensos sucesivos, primero de 4 a 2 y luego de 2 a 1, sin que entre ambos vuelva a haber replicación. Esas dos divisiones consecutivas con una sola duplicación previa dejan las células resultantes con la mitad del material genético de la célula de partida, que es el rasgo definitorio de la meiosis. Pertenece, por tanto, a una célula germinal diploide, que producirá cuatro células haploides.
La gráfica C representa la mitosis. Se justifica porque el ADN se duplica una sola vez, de 2 a 4, y desciende una sola vez, de 4 a 2, quedando las células hijas con la misma cantidad de ADN que tenía la célula madre. Pertenece, por tanto, a una célula somática diploide, que se divide para el crecimiento, la renovación o la reparación de los tejidos y da lugar a dos células genéticamente idénticas a ella.
En la gráfica B, partiendo de una célula diploide, el tramo a corresponde a la fase G
, en la que la cantidad de ADN se mantiene constante mientras la célula se prepara para duplicar su material genético. El tramo b es la fase S, en la que el ADN se replica y la cantidad pasa de 2 a 4. El tramo c es la fase G
, en la que el material duplicado se mantiene mientras la célula termina de prepararse. El tramo d es la primera división meiótica —profase I, metafase I, anafase I, telofase I y citocinesis—, en la que se separan los cromosomas homólogos y la cantidad de ADN se reduce a la mitad, quedando dos células cuyos cromosomas siguen teniendo dos cromátidas. Y el tramo e es la segunda división meiótica —profase II, metafase II, anafase II, telofase II y citocinesis—, precedida de una interfase muy breve y sin replicación, en la que se separan las cromátidas hermanas y el contenido de ADN vuelve a reducirse a la mitad.
El resultado final de la meiosis son cuatro células haploides, con cromosomas de una sola cromátida y con combinaciones nuevas de alelos paternos y maternos gracias a la recombinación genética y a la segregación al azar de los homólogos. Esa variabilidad es fundamental para la supervivencia de las especies y para la evolución.
En la gráfica C, también a partir de una célula diploide, el tramo a corresponde a la fase G
, el tramo b a la fase S, en la que se duplica el material genético, el tramo c a la fase G
, en la que ese material duplicado se mantiene, y el tramo d a la mitosis —profase, metafase, anafase y telofase— seguida de la citocinesis.
El resultado final de la mitosis son dos células hijas con el mismo número de cromosomas y el mismo material genético que la célula madre, es decir, genéticamente idénticas a ella.
La gráfica B, que representa la meiosis, solo puede producirse en una célula eucariota.
La razón es que las células procariotas no realizan meiosis ni mitosis. Su material genético es una única molécula de ADN circular, no tienen cromosomas con cromátidas ni homólogos que aparear, ni envoltura nuclear, ni huso acromático, de modo que no pueden llevar a cabo ninguno de los acontecimientos que la gráfica recoge. Las procariotas se dividen por bipartición o fisión binaria: replican su cromosoma y reparten las dos copias entre las células hijas a medida que la célula se estrangula, un proceso mucho más simple y que no reduce la dotación genética.