Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

10.6: Mitosis y Citocinesis
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Mitosis and Cytokinesis
 
TRANSCRIPCIÓN

10.6: Mitosis and Cytokinesis

10.6: Mitosis y Citocinesis

In eukaryotic cells, the cell's cycle—the division cycle—is divided into distinct, coordinated cellular processes that include cell growth, DNA replication/chromosome duplication, chromosome distribution to daughter cells, and finally, cell division. The cell cycle is tightly regulated by its regulatory systems as well as extracellular signals that affect cell proliferation.

The processes of the cell cycle occur over approximately 24 hours (in typical human cells) and in two major distinguishable stages. The first stage is DNA replication, during the S phase of interphase. The second stage is the mitotic (M) phase, which involves the separation of the duplicated chromosomes into two new nuclei (mitosis) and cytoplasmic division (cytokinesis). The two phases are separated by intervals (G1 and G2 gaps), during which the cell prepares for replication and division.

The Process of Mitosis

Mitosis can be divided into five distinct stages—prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, and telophase. Cytokinesis, which begins during anaphase or telophase (depending on the cell), is part of the M phase, but not part of mitosis.

Prophase

As the cell enters mitosis, its replicated chromosomes begin to condense and become visible as threadlike structures with the aid of proteins known as condensins. The mitotic spindle apparatus begins to form between the centrosomes—which were duplicated during S phase—and migrate to opposite poles of the cell. The spindle is made up of filamentous structures called microtubules that are comprised of tubulin protein monomers. Spindle microtubules start extending towards the condensed chromosomes. The nucleolus, a component of the nucleus that produces ribosomes, vanishes, indicating the impending breakdown of the nucleus.

Prometaphase

During prometaphase, the microtubule filaments from the spindle apparatus continue to grow, and the chromosomes finish condensing. The nuclear envelope completely breaks down, releasing the chromosomes. Some of the microtubules attach to the released chromosomes, binding at a protein structure called the kinetochore that is present on the centromere of each pair of sister chromatids. Spindle microtubules from opposite poles attach at the kinetochores and capture the condensed sister chromatid pairs. Spindle microtubules that do not attach to chromosomes—polar and astral microtubules—help push the spindles apart and anchor the spindle poles to the cell membrane.

Metaphase

The spindle microtubules align each pair of the fully condensed sister chromatids along the equator of the cell—at the metaphase plate. The cell is now ready to divide.

Anaphase

The microtubules from opposite spindle poles, which are attached to the kinetochore structure, shorten and separate the sister chromatids at the centromere. The cohesion proteins that hold the chromatids together now break down. The shortening kinetochore microtubules cause each chromatid of the pair—now called chromosomes—to migrate to an opposite pole.

Telophase

Once the chromosomes reach opposite poles of the cell, they decondense and uncoil to form chromatin. The spindle microtubule filaments depolymerize into their tubulin monomers, which are then utilized as cytoskeletal elements in daughter cells. Nuclear envelopes reassemble around each set of chromosomes.

Cytokinesis

During cytokinesis in animal cells, actin filaments form a contractile ring in the plasma membrane to create a cleavage furrow, which eventually pinches the cell into two. In plant cells, vesicles from the Golgi apparatus carrying glucose, enzymes and structural proteins join to form a new cell plate at the location of the former metaphase plate. The growing cell plate fuses with the plasma membranes on each side, eventually forming a new cell wall that divides the cell into two.

Mitosis is now complete, generating two daughter cells that are identical to the parent cell. In most human cells, mitosis accounts for about one hour of the approximately 24-hour cell cycle.

En las células eucariotas, el ciclo de la célula —el ciclo de división— se divide en procesos celulares distintos y coordinados que incluyen el crecimiento celular, la replicación del ADN/duplicación cromosómica, la distribución del cromosoma a las células hijas y, por último, la división celular. El ciclo celular está estrechamente regulado por sus sistemas reguladores, así como las señales extracelulares que afectan la proliferación celular.

Los procesos del ciclo celular ocurren durante aproximadamente 24 horas (en células humanas típicas) y en dos etapas distinguibles principales. La primera etapa es la replicación del ADN, durante la fase S de la interfase. La segunda etapa es la fase mitótica (M), que implica la separación de los cromosomas duplicados en dos nuevos núcleos (mitosis) y división citoplasmática (citoquinesis). Las dos fases están separadas por intervalos (brechas G1 y G2), durante las cuales la célula se prepara para la replicación y división.

El proceso de la Mitosis

La mitosis se puede dividir en cinco etapas distintas: profase, prometafase, metafase, anafase y telofase. La citoquinesis, que comienza durante la anafase o la telófase (dependiendo de la célula), es parte de la fase M, pero no parte de la mitosis.

Profase

A medida que la célula entra en la mitosis, sus cromosomas replicados comienzan a condensarse y hacerse visibles como estructuras hiladas con la ayuda de proteínas conocidas como condensaciones. El aparato del husillo mitótico comienza a formarse entre los centroomas, que se duplicaron durante la fase S, y migran a polos opuestos de la célula. El husillo se compone de estructuras filamentosas llamadas microtúbulos que se componen de monómeros de proteínas de tubulina. Los microtúbulos del husillo comienzan a extenderse hacia los cromosomas condensados. El nucleolus, un componente del núcleo que produce ribosomas, desaparece, indicando la inminente descomposición del núcleo.

Prometaphase

Durante la prometafase, los filamentos de microtúbulo del aparato del husillo siguen creciendo, y los cromosomas terminan de condensarse. La envoltura nuclear se descompone por completo, liberando los cromosomas. Algunos de los microtúbulos se unen a los cromosomas liberados, uniéndose a una estructura proteica llamada kinetochore que está presente en el centromere de cada par de cromátidos hermanos. Los microtúbulos del husillo de los polos opuestos se unen en los quinetocoros y capturan los pares cromátidos hermanos condensados. Los microtúbulos del husillo que no se adhieren a los cromosomas (microtúbulos polares y astrales) ayudan a separar los husillos y a anclar los polos del husillo a la membrana celular.

Metafase

Los microtúbulos del husillo alinean cada par de los cromátidos hermanos completamente condensados a lo largo del ecuador de la célula, en la placa metafásica. La celda ya está lista para dividirse.

Anafase

Los microtúbulos de los polos de husillo opuestos, que están unidos a la estructura de los quinetochores, acortan y separan los cromátidos hermanos en el centromere. Las proteínas de cohesión que mantienen los cromátidos juntos ahora se descomponen. Los microtúbulos de kinetochore acortantes hacen que cada cromátido del par, ahora llamado cromosomas, migre a un polo opuesto.

Telofase

Una vez que los cromosomas alcanzan polos opuestos de la célula, se descondensa y se desenrosca para formar cromatina. Los filamentos de microtúbulos del husillo se despolimeran en sus monómeros de tubulina, que luego se utilizan como elementos citoesqueléticos en las células hijas. Las envolventes nucleares se reensamblan alrededor de cada conjunto de cromosomas.

Citocinesis

Durante la citoquinesis en las células animales, los filamentos de actina forman un anillo contráctil en la membrana plasmática para crear un surco de escote, que finalmente pellizca la célula en dos. En las células vegetales, las vesículas del aparato Golgi que transportan glucosa, enzimas y proteínas estructurales se unen para formar una nueva placa celular en la ubicación de la antigua placa metafásica. La placa celular en crecimiento se fusiona con las membranas plasmáticas de cada lado, formando finalmente una nueva pared celular que divide la célula en dos.

La mitosis ahora está completa, generando dos células hijas que son idénticas a la célula madre. En la mayoría de las células humanas, la mitosis representa aproximadamente una hora del ciclo celular de aproximadamente 24 horas.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter