Mitosis — Guía

División celular para crecimiento y reparación
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¿Qué es la mitosis?

La mitosis es la división celular que produce dos células hijas genéticamente idénticas a la célula madre. Es fundamental para el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción asexual.

Profase Metafase Anafase Telofase Citocinesis

Resultado: 1 célula (2n) → 2 células (2n). Misma ploidía, misma información genética. Clones perfectos.

Profase

La cromatina se condensa en cromosomas visibles.

  • Condensación: ADN se compacta 10,000×
  • Envuelta nuclear: Se desintegra
  • Centrosomas: Migran a polos opuestos
  • Huso mitótico: Comienza a formarse

Metafase

Cromosomas se alinean en el ecuador celular.

  • Placa metafásica: Alineación perfecta
  • Cinetocoros: Unidos a microtúbulos
  • Checkpoint: Verifica todas las uniones
  • Tensión: Señal de correcta unión

Anafase

Cromátidas hermanas se separan hacia polos opuestos.

  • Anafase A: Microtúbulos se acortan
  • Anafase B: Polos se alejan
  • Cohesinas: Degradadas por separasa
  • Velocidad: ~1 μm/minuto

Telofase + Citocinesis

Se forman dos núcleos y se divide el citoplasma.

  • Envuelta nuclear: Se reforma
  • Cromosomas: Se descondensan
  • Anillo contráctil: Divide la célula
  • Resultado: Dos células hijas

Puntos de control (Checkpoints)

  • G1/S: ¿ADN dañado? ¿Célula suficientemente grande?
  • G2/M: ¿Replicación completa? ¿Errores reparados?
  • Huso: ¿Todos los cinetocoros unidos?
  • p53: "Guardián del genoma" — detiene ciclo si hay daño
Cáncer: Cuando los checkpoints fallan, las células se dividen sin control. Mutaciones en p53 aparecen en ~50% de cánceres humanos.

Experimentos guiados

Experimento 1

Identificar cada fase por su morfología

Hipótesis

Cada fase de la mitosis tiene características visuales distintivas que permiten identificarla sin ambigüedad.

  1. Observa la célula en interfase — núcleo visible, cromatina difusa
  2. Profase — cromosomas visibles como "bastoncitos", núcleo desaparece
  3. Metafase — cromosomas alineados formando una "línea"
  4. Anafase — dos grupos de cromosomas moviéndose a polos (forma de "V")
  5. Telofase — dos núcleos formándose, célula estrechándose
¿Por qué importa? Los patólogos usan el índice mitótico (% de células en mitosis) para evaluar la agresividad de tumores.
Experimento 2

Tiempo relativo de cada fase

Hipótesis

No todas las fases duran lo mismo. La metafase es breve; la profase es más larga.

  1. Pausa la simulación en interfase y anota el tiempo
  2. Continúa y mide cuánto dura cada fase
  3. Calcula el porcentaje del ciclo que ocupa cada fase
  4. Compara: profase (~50% de M), metafase (~10%), anafase (~10%), telofase (~30%)
¿Por qué importa? Fármacos antimitóticos (como vincristina) detienen células en metafase, "congelando" el cáncer.
Experimento 3

Efecto del checkpoint del huso

Hipótesis

Si un cinetocoro no está unido correctamente, la célula no puede avanzar a anafase.

  1. Simula una unión incorrecta de microtúbulos (si disponible)
  2. Observa que la célula permanece "atascada" en metafase
  3. Corrige la unión y observa que inmediatamente avanza a anafase
  4. Reflexiona: ¿qué pasa si este checkpoint falla?
¿Por qué importa? Fallos en este checkpoint causan aneuploidía (número incorrecto de cromosomas), común en síndrome de Down y cáncer.

Conexiones interdisciplinarias

🧬
Meiosis
División que produce gametos: similar pero con dos divisiones y recombinación.
🔬
Replicación ADN
Fase S: el ADN debe duplicarse antes de que la célula pueda dividirse.
💻
Autómatas Finitos
El ciclo celular es una máquina de estados con transiciones controladas por checkpoints.
⚡
Polímeros Dinámicos
Los microtúbulos crecen y se acortan por inestabilidad dinámica.

⚠️ Limitaciones de la simulación

  • 2D: La célula real es tridimensional; los cromosomas se mueven en 3D
  • Velocidad: La mitosis real toma ~1 hora; la simulación está acelerada
  • Complejidad molecular: No muestra las cientos de proteínas involucradas
  • Variabilidad: Diferentes tipos celulares tienen mitosis con duraciones muy distintas

🔬 Preguntas de reflexión

  1. ¿Por qué es esencial que las cromátidas hermanas sean copias exactas antes de separarse?
  2. Si una célula tiene 46 cromosomas antes de la mitosis, ¿cuántos tiene cada célula hija?
  3. ¿Por qué las neuronas adultas casi nunca se dividen, mientras que las células epiteliales lo hacen constantemente?
  4. Los fármacos que bloquean la formación del huso mitótico son quimioterapéuticos. ¿Por qué son más tóxicos para células cancerosas?