Ahora mismo, mientras lees estas líneas, millones de células de tu cuerpo se están dividiendo. Todas usan el mismo mecanismo: la mitosis. Pero hay otro tipo de división, mucho más escaso, que solo ocurre en los órganos reproductores y que es la razón de que no haya dos hermanos genéticamente iguales (salvo los gemelos idénticos): la meiosis.
En esta guía verás qué es cada una, sus fases explicadas sin jerga innecesaria, una tabla con las diferencias entre mitosis y meiosis, cómo se descubrieron y un experimento clásico para ver células en división con un microscopio escolar.
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Qué es la división celular y por qué hace falta
La teoría celular dice que toda célula procede de otra célula (si te interesa cómo se llegó a esa idea, tienes la historia del descubrimiento de la teoría celular). Para que una célula «madre» dé lugar a células «hijas» tiene que hacer dos cosas: copiar su ADN y repartirlo de forma ordenada antes de partirse en dos.
El ADN de una célula humana está organizado en 46 cromosomas, que forman 23 parejas: en cada pareja, un cromosoma viene de la madre y otro del padre. A las células con las dos copias de cada cromosoma se las llama diploides (2n). Las que solo tienen una copia de cada uno, como los óvulos y los espermatozoides, son haploides (n), con 23 cromosomas.
La diferencia esencial:
- La mitosis produce dos células hijas diploides e idénticas a la madre. Sirve para crecer, reparar tejidos y sustituir células gastadas.
- La meiosis produce cuatro células haploides, todas distintas entre sí. Sirve para fabricar gametos y hacer posible la reproducción sexual.
El ciclo celular: lo que pasa antes de dividirse
Una célula no se pasa la vida dividiéndose. La mayor parte del tiempo está en interfase, haciendo su trabajo normal y preparándose. La interfase tiene tres etapas:
- G1: la célula crece, fabrica proteínas y orgánulos.
- S (de síntesis): se duplica el ADN. Cada cromosoma pasa a tener dos copias idénticas, llamadas cromátidas hermanas, unidas por un punto llamado centrómero.
- G2: la célula revisa que la copia haya salido bien y se prepara para repartirla.
Entre fase y fase hay «puntos de control» que revisan el ADN antes de dar luz verde. Cuando fallan, la célula puede dividirse sin freno, que es lo que ocurre en el cáncer. Y si en la meiosis una pareja de cromosomas no se separa bien, un gameto puede quedar con uno de más: es el origen de la mayoría de casos de síndrome de Down (tres copias del cromosoma 21).
Fases de la mitosis
La mitosis se suele dividir en cinco fases, seguidas de la citocinesis, que es la separación física de las dos células.
1. Profase
El ADN, que durante la interfase está suelto como un ovillo de hilo, se enrolla y se condensa. Los cromosomas se vuelven visibles al microscopio, cada uno con forma de X por sus dos cromátidas hermanas. Fuera del núcleo empieza a formarse el huso mitótico, un andamio de fibras (microtúbulos) que saldrá de dos polos opuestos de la célula.
2. Prometafase
Se deshace la envoltura del núcleo. Las fibras del huso se enganchan a cada cromosoma por una estructura situada en el centrómero, el cinetocoro. Cada cromátida hermana queda unida a un polo distinto.
3. Metafase
Los cromosomas se alinean en el centro de la célula, en un plano imaginario llamado placa metafásica. Es la fase más fácil de reconocer al microscopio.
4. Anafase
Las cromátidas hermanas se separan de golpe y cada una es arrastrada hacia un polo. A partir de este momento, cada cromátida ya cuenta como un cromosoma independiente. Es la fase más corta.
5. Telofase y citocinesis
En cada polo se vuelve a formar una envoltura nuclear y los cromosomas se descondensan. A la vez, la célula se estrangula por el centro (en las animales) o forma un tabique nuevo, la placa celular (en las vegetales). El resultado son dos células hijas con los mismos 46 cromosomas que la madre.
Fases de la meiosis
La meiosis consiste en dos divisiones seguidas con una sola copia previa del ADN. Por eso de una célula diploide salen cuatro haploides. Cada división tiene sus propias profase, metafase, anafase y telofase, que se numeran con I y II.
Meiosis I: la división que reduce
En la profase I ocurre lo más interesante de todo el proceso. Los cromosomas de cada pareja (el materno y el paterno) se juntan a lo largo y se intercambian trozos de ADN. Este intercambio se llama entrecruzamiento o crossing-over, y produce cromosomas «mezclados» que no existían ni en tu madre ni en tu padre.
En la metafase I las parejas se colocan en el centro de la célula, y en la anafase I se separan los cromosomas de cada pareja (no las cromátidas). Cada célula hija recibe 23 cromosomas, aunque cada uno todavía tiene dos cromátidas. Por eso la meiosis I se llama división reduccional: reduce a la mitad el número de cromosomas.
Meiosis II: una división parecida a la mitosis
Sin volver a copiar el ADN, cada una de las dos células se divide otra vez. Ahora sí se separan las cromátidas hermanas, igual que en la mitosis. Al final hay cuatro células con 23 cromosomas cada una, todas genéticamente diferentes.
De dónde sale tanta variedad
Además del entrecruzamiento, la meiosis mezcla los cromosomas por otra vía: la segregación independiente. En la metafase I, cada pareja se orienta al azar, sin importar cómo se colocan las demás. Con 23 parejas, una persona puede formar 223, unos 8,4 millones de combinaciones de cromosomas distintas en sus gametos, sin contar el entrecruzamiento. Este reparto es la base de las leyes de la herencia que intuyó Mendel y de la diversidad sobre la que actúa la evolución.
Diferencias entre mitosis y meiosis
| Característica | Mitosis | Meiosis |
|---|---|---|
| Dónde ocurre | En casi todas las células del cuerpo (somáticas) | Solo en las células que forman gametos (testículos y ovarios; en plantas, en las estructuras que forman esporas) |
| Número de divisiones | Una | Dos (meiosis I y meiosis II) |
| Células resultantes | Dos | Cuatro |
| Cromosomas de las hijas | Diploides (46 en humanos) | Haploides (23 en humanos) |
| Parecido genético | Idénticas a la madre | Distintas entre sí y de la madre |
| Entrecruzamiento | No | Sí, en la profase I |
| Función | Crecimiento, reparación y reproducción asexual | Reproducción sexual y variabilidad genética |
Cómo se descubrió: ojos, tintes y paciencia
La división celular muestra cómo avanza la ciencia cuando mejoran los instrumentos. Hasta el siglo XIX los cromosomas eran invisibles: transparentes al microscopio. El cambio llegó con los tintes de anilina, de la industria textil, que teñían con fuerza parte del núcleo. A esa sustancia que se teñía se la llamó cromatina, del griego chroma, «color».
El anatomista alemán Walther Flemming observó con estos tintes células de larvas de salamandra, que tienen cromosomas grandes, y en 1882 publicó dibujos detallados de cómo los «hilos» se partían y se repartían. Él acuñó la palabra mitosis, del griego mitos, «hilo». Reconstruyó la secuencia comparando muchas células fijadas en momentos distintos.
Pocos años antes, en 1876, Oscar Hertwig había visto en huevos de erizo de mar cómo el núcleo del espermatozoide se fusionaba con el del óvulo. Después, Edouard van Beneden comprobó que los gametos tienen la mitad de cromosomas. El término meiosis («disminución») lo propusieron Farmer y Moore en 1905. Si quieres ver cómo encaja todo esto en la biología molecular moderna, puedes seguir con la introducción al código genético.
Experimento: ver la mitosis en la raíz de una cebolla
Es la práctica clásica de los institutos y sigue siendo la mejor manera de entender la mitosis. Las raíces crecen por la punta, en una zona llamada meristemo, donde las células se dividen sin parar.
Qué necesitas
- Una cebolla pequeña, un vaso con agua y unos palillos.
- Microscopio óptico (con objetivo de 40x), portaobjetos y cubreobjetos.
- Un colorante para núcleos, como la orceína acética o el carmín acético, y ácido clorhídrico diluido. Son reactivos de laboratorio: úsalos con guantes, gafas y supervisión de un adulto o del profesor.
Pasos
- Clava los palillos en la cebolla y apóyala en el vaso de forma que solo la base toque el agua. En tres o cuatro días saldrán raíces de 1 a 2 cm.
- Corta los 2 o 3 milímetros de la punta de varias raíces, que es donde está el meristemo.
- Sigue el protocolo de tu laboratorio para ablandar las puntas con el ácido y teñirlas con el colorante.
- Coloca una punta en el portaobjetos, pon el cubreobjetos encima y presiona con suavidad con el dedo (envuelto en papel) para aplastarla y separar las células en una sola capa.
- Observa primero con el objetivo de menor aumento, localiza la zona de células pequeñas y cuadradas y sube a 40x.
Qué vas a ver y cómo convertirlo en un experimento de verdad
Verás que la mayoría de las células están en interfase, con un núcleo redondo y uniforme. Entre ellas aparecerán algunas con cromosomas alineados (metafase), otras con dos grupos separándose (anafase) y otras con dos núcleos a punto de separarse (telofase).
Para aplicar el método científico, cuenta. Recorre varios campos del microscopio y anota cuántas células hay en cada fase. El porcentaje de células en división se llama índice mitótico, y la proporción de células en cada fase permite estimar cuánto dura cada una respecto al total: si el 5 % de las células están en metafase, esa fase ocupa más o menos el 5 % del ciclo. Luego puedes poner a prueba una hipótesis, como que las raíces crecidas en un sitio más cálido tienen un índice mitótico mayor: la temperatura sería la variable independiente y el índice la dependiente (repásalo en la guía sobre variable dependiente e independiente).
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia principal entre mitosis y meiosis?
La mitosis da dos células idénticas con el mismo número de cromosomas que la madre, mientras que la meiosis da cuatro células distintas con la mitad de cromosomas. La primera sirve para crecer y reparar tejidos; la segunda, para formar gametos.
¿Cuánto dura la mitosis?
En una célula humana típica en cultivo, el ciclo completo dura unas 24 horas, y la mitosis en sí ocupa alrededor de una hora. La mayor parte del tiempo la célula está en interfase.
¿Las plantas hacen meiosis?
Sí. Las plantas con flor hacen meiosis en las anteras y en los óvulos para formar esporas, que después dan lugar al polen y al saco embrionario.