Por el Dr. Elio M Rivera
Mientras leemos estas palabras, dentro de nuestro cuerpo está ocurriendo un proceso extraordinario. Algunas células están creciendo, otras reparando tejidos y otras preparándose para dividirse. Sin que podamos sentirlo, innumerables estructuras microscópicas trabajan de manera coordinada para conservar y renovar nuestro organismo.
La división celular es el proceso mediante el cual una célula origina nuevas células. Gracias a ella un organismo puede crecer, reemplazar células que han cumplido su función y reparar muchos tejidos después de una lesión.
Pero dividir una célula representa un desafío enorme. Antes de hacerlo debe copiar su ADN, organizar el material genético, separarlo correctamente y distribuirlo entre las células resultantes. No basta con partirse por la mitad. Existe una secuencia altamente regulada de acontecimientos.
Una biblioteca microscópica dentro de la célula
En el núcleo de muchas células humanas se encuentra el ADN, una molécula que contiene información necesaria para numerosas funciones celulares.
Si una célula va a producir dos células, esa información debe copiarse previamente.
El ADN humano contiene aproximadamente tres mil millones de pares de bases en un conjunto haploide. Antes de una división mitótica, el material genético debe replicarse con enorme precisión.
La célula dispone de complejos moleculares encargados de realizar esta tarea y de mecanismos que ayudan a detectar y corregir numerosos errores.
Antes de la mitosis primero debe copiarse el ADN
La célula pasa gran parte de su existencia en una etapa conocida como interfase.
Durante este período crece, realiza sus funciones y, cuando corresponde, duplica su ADN.
La replicación no comienza simplemente desde un extremo de cada cromosoma para avanzar hasta el otro. En los cromosomas humanos existen numerosos puntos desde los cuales puede iniciarse simultáneamente la copia.
Esto permite realizar una tarea gigantesca de manera organizada y eficiente.
Copiar no significa hacerlo sin supervisión
Durante la replicación participan enzimas especializadas.
Algunas abren la doble hélice.
Otras sintetizan nuevas cadenas.
Otras ayudan a corregir determinados errores.
También existen mecanismos posteriores de reparación del ADN.
La estabilidad genética depende de múltiples procesos trabajando conjuntamente.
Los cromosomas comienzan a hacerse visibles
Cuando se aproxima la división, el ADN se compacta progresivamente.
En lugar de permanecer distribuido de manera extensa dentro del núcleo, forma estructuras organizadas conocidas como cromosomas.
Una célula humana somática típica contiene cuarenta y seis cromosomas, organizados en veintitrés pares.
Después de la replicación, cada cromosoma posee dos copias asociadas llamadas cromátidas hermanas.
Ahora deben separarse correctamente.
El huso mitótico — una maquinaria de distribución
Durante la mitosis aparece una estructura extraordinaria llamada huso mitótico.
Está formada principalmente por microtúbulos, estructuras proteicas dinámicas capaces de crecer y acortarse.
Estos microtúbulos interactúan con regiones especializadas de los cromosomas mediante complejos llamados cinetocoros.
El objetivo es extraordinariamente preciso: organizar los cromosomas y posteriormente distribuir las cromátidas hacia lados opuestos de la célula.
Los cromosomas se colocan en el centro
Durante la metafase, los cromosomas quedan organizados aproximadamente en la región central de la célula.
Pero antes de permitir la separación existe un importante mecanismo de control.
La célula verifica que los cromosomas se encuentren apropiadamente conectados con el sistema encargado de separarlos.
Si existen problemas, determinadas señales pueden retrasar el avance.
La división posee puntos de control.
Llega el momento de separarlos
Durante la anafase, las cromátidas hermanas se separan.
Los microtúbulos y proteínas asociadas participan en el desplazamiento del material genético hacia regiones opuestas.
Aquello que minutos antes se encontraba reunido en el centro comienza a convertirse en dos grupos.
Cada futura célula necesita recibir una colección apropiada de cromosomas.
Dos núcleos comienzan a aparecer
Durante la telofase, los cromosomas llegan a regiones opuestas y comienzan a descompactarse.
Se reorganizan las envolturas nucleares alrededor de cada grupo.
Una célula que comenzó con un núcleo duplicado en contenido genético termina preparando dos núcleos separados.
Pero todavía falta dividir el resto de la célula.
La citocinesis — la separación final
Después, o parcialmente al mismo tiempo que las etapas finales de la mitosis, ocurre la citocinesis.
En las células animales se forma un anillo contráctil compuesto principalmente por actina y miosina.
Este anillo comienza a estrechar la célula.
Finalmente se produce la separación.
Donde antes existía una célula ahora existen dos.
Todo comenzó con una sola célula
Una de las dimensiones más impresionantes de la división celular aparece al considerar el desarrollo humano.
Después de la fecundación se forma una célula llamada cigoto.
Esa célula comienza a dividirse.
Dos células.
Después cuatro.
Después más.
Las divisiones continúan mientras también comienzan procesos de diferenciación y organización.
Finalmente se desarrolla un organismo compuesto por billones de células.
Pero las células no solamente deben multiplicarse
Si todas las células hicieran exactamente lo mismo, no existirían músculos, piel, huesos, neuronas o sangre.
Durante el desarrollo, diferentes células utilizan distintas partes de la información genética y adquieren características especializadas.
Una neurona y una célula muscular contienen esencialmente la misma información genética, pero expresan conjuntos diferentes de genes.
La información es importante.
Pero también lo es cuándo, dónde y cómo se utiliza.
La piel necesita renovación constante
Muchas células de nuestra piel se reemplazan continuamente.
En regiones profundas de la epidermis existen células capaces de dividirse.
Sus descendientes se desplazan, maduran y finalmente reemplazan células superficiales que se pierden.
Lo mismo ocurre, con diferentes ritmos y mecanismos, en numerosos tejidos.
Nuestro cuerpo no es una estructura estática.
El intestino se renueva rápidamente
El revestimiento intestinal está sometido a desgaste constante.
Por eso contiene poblaciones de células madre que producen nuevas células de manera continua.
Estas células se diferencian posteriormente en varios tipos especializados.
La división celular permite conservar una superficie indispensable para absorción y protección.
La médula ósea produce células sanguíneas
Los glóbulos rojos no viven indefinidamente.
Tampoco muchas células inmunológicas.
Por eso la médula ósea mantiene células madre hematopoyéticas capaces de producir nuevas células sanguíneas.
Cada día deben generarse enormes cantidades para reemplazar las que se pierden.
Mientras vivimos nuestra vida cotidiana, una verdadera fábrica microscópica funciona dentro de nuestros huesos.
Una herida activa procesos de reparación
Cuando nos cortamos, ocurre una serie coordinada de acontecimientos.
Primero debe controlarse el sangrado.
Después aparecen procesos inflamatorios.
Células inmunológicas participan en la limpieza.
Fibroblastos producen componentes de tejido.
Células epiteliales proliferan y migran.
Finalmente el tejido comienza a reconstruirse.
La división celular forma parte importante de esa reparación.
Pero dividirse demasiado también es peligroso
La proliferación celular debe estar regulada.
Una célula no debería dividirse simplemente porque puede hacerlo.
Recibe señales, responde a su entorno y pasa por mecanismos de control.
Cuando se acumulan alteraciones que afectan estos sistemas, algunas células pueden comenzar a proliferar de manera descontrolada.
Este principio constituye una parte fundamental de la biología del cáncer.
Los puntos de control protegen la división
El ciclo celular posee mecanismos reguladores que ayudan a determinar si una célula debe continuar.
¿El ADN se encuentra en condiciones apropiadas?
¿Se completó correctamente la replicación?
¿Los cromosomas están preparados para separarse?
Cuando aparecen ciertos problemas, el ciclo puede detenerse temporalmente.
En determinadas circunstancias, una célula puede activar programas que conducen a su eliminación.
Una célula también puede recibir la orden de morir
Existe un proceso regulado conocido como apoptosis.
No es simplemente una célula destruyéndose accidentalmente.
Es un programa molecular mediante el cual determinadas células pueden ser eliminadas de manera organizada.
La apoptosis participa en el desarrollo, mantenimiento de tejidos y eliminación de algunas células dañadas.
La vida de un organismo depende tanto de producir células como de eliminar algunas en el momento apropiado.
La meiosis — una división diferente
No todas las divisiones celulares producen el mismo resultado.
Para la reproducción sexual existe otro proceso llamado meiosis.
En los seres humanos, la meiosis participa en la producción de óvulos y espermatozoides.
Mientras las células somáticas normalmente poseen cuarenta y seis cromosomas, los gametos maduros poseen veintitrés.
Cuando óvulo y espermatozoide se unen, se restablece el número característico de cuarenta y seis.
Veintitrés del padre y veintitrés de la madre
Durante la fecundación, el espermatozoide aporta un conjunto de cromosomas y el óvulo otro.
Se forma entonces una nueva combinación genética.
La primera célula del nuevo organismo contiene información procedente de ambos padres.
Después comienza la extraordinaria secuencia de divisiones que permitirá el desarrollo.
Un problema microscópico puede tener grandes consecuencias
La correcta distribución de cromosomas es fundamental.
Si ocurre un error, una célula puede recibir un número incorrecto de cromosomas.
Algunas alteraciones son incompatibles con el desarrollo.
Otras pueden producir condiciones genéticas conocidas.
Esto demuestra la importancia de la precisión requerida durante la división.
Miles de millones de componentes trabajando coordinadamente
Para que una célula se divida no basta con copiar ADN.
Necesita energía.
Proteínas.
Membranas.
Microtúbulos.
Sistemas de transporte.
Enzimas.
Señales químicas.
Mecanismos de reparación y control.
Una división celular es un acontecimiento integrado que involucra gran parte de la organización interna de la célula.
El Salmo 139 y la formación de la vida
David escribió:
“Porque tú formaste mis entrañas; tú me hiciste en el vientre de mi madre.”
(Salmo 139:13)
Y continúa:
“Te alabaré; porque formidables, maravillosas son tus obras.”
(Salmo 139:14)
David no conocía cromosomas, ADN, microtúbulos o mitosis. No estaba intentando escribir un tratado de biología celular.
Contemplaba el misterio de la formación humana y respondía con asombro.
Hoy podemos observar procesos que para él eran completamente invisibles.
De una célula a un organismo completo
Quizá esta sea una de las realidades más impresionantes de toda la biología.
Cada ser humano comenzó su desarrollo como una sola célula.
Esa célula se dividió.
Sus descendientes volvieron a dividirse.
Pero simultáneamente comenzaron a organizarse, especializarse y comunicarse.
Aparecieron tejidos.
Después órganos.
Después sistemas completos.
El resultado final no es simplemente una gran colección de células, sino un organismo integrado.
Una maravilla que ocurre sin que podamos verla
La Biblia no pretende explicar ADN, cromosomas, mitosis, meiosis o puntos de control mediante lenguaje científico. Estas preguntas corresponden a la genética, biología molecular y biología celular.
Sin embargo, cuanto más conocemos estos mecanismos, más extraordinaria resulta la formación y conservación de la vida.
Una célula copia una enorme cantidad de información genética. Organiza sus cromosomas. Construye un sistema microscópico para separarlos. Comprueba determinadas etapas. Divide su contenido y finalmente produce nuevas células capaces de continuar funcionando.
Y este proceso se repite continuamente dentro de nuestro organismo.
Desde la perspectiva bíblica, comprenderlo aumenta nuestra admiración. La división celular nos recuerda que algunas de las maravillas más extraordinarias de la creación no se encuentran en enormes montañas o galaxias lejanas, sino dentro de nosotros: en células microscópicas capaces de copiar información, organizarla y transmitirla mientras construyen, reparan y mantienen la vida.
Referencias
Escrituras consultadas
- Génesis 1:27-28.
- Job 10:8-12.
- Salmo 139:13-16.
- Eclesiastés 11:5.
Bibliografía científica
- Alberts, B. et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
- Lodish, H. et al. Molecular Cell Biology. W. H. Freeman.
- Cooper, G. M. & Hausman, R. E. The Cell: A Molecular Approach. Oxford University Press.
- Campbell, N. A. et al. Campbell Biology. Pearson.
Temas científicos consultados
- Ciclo celular.
- Replicación del ADN.
- Mitosis y citocinesis.
- Meiosis.
- Cromosomas y cromátidas.
- Huso mitótico y microtúbulos.
- Puntos de control del ciclo celular.
- Apoptosis.
- Células madre y renovación de tejidos.
Organizaciones científicas
- National Human Genome Research Institute — ADN, cromosomas y genética.
- National Institute of General Medical Sciences — biología celular y molecular.
- National Center for Biotechnology Information — genética y división celular.
- American Society for Cell Biology — investigación y educación en biología celular.
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