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Ciclo celular y división celular

Una célula crece, copia su ADN y se divide siguiendo un orden fijo llamado ciclo celular: la interfase (G1, S, G2) y la fase M. En la fase S el ADN se duplica (2C → 4C), pero el número de cromosomas no cambia. La mitosis (profase, metafase, anafase, telofase) y la citocinesis producen dos células idénticas a la célula madre: es una división ecuacional que sirve para crecer y reparar tejidos. La meiosis tiene dos divisiones; en la meiosis I los cromosomas homólogos se emparejan, se entrecruzan y se separan, y el número de cromosomas se reduce a la mitad (2n → n). Origina cuatro células haploides para los gametos y crea variación.

🎬 Historia paso a paso

  1. El ciclo celular es un reloj: G1 (crecer), S (copiar el ADN), G2 (prepararse), M (dividirse). Toca cada fase: M es el trozo más corto. G0 es una sala aparte.
  2. La fase S de cerca: toca "Copiar ADN". Cada cromosoma se convierte en dos cromátidas hermanas. Los cromosomas siguen siendo 4, pero el ADN se duplica de 2C a 4C.
  3. La mitosis en cuatro etapas. Tócalas en orden: aparecen los cromosomas, se alinean en el centro, se separan y se forman dos núcleos nuevos.
  4. Dividir el citoplasma: una célula animal se estrangula desde fuera; una célula vegetal construye una placa celular desde el centro hacia fuera.
  5. Meiosis I: los cromosomas parecidos se emparejan, intercambian trozos (entrecruzamiento), siguen unidos por los quiasmas y luego se separan los pares completos. El número de cromosomas se reduce a la mitad.
  6. Juego libre: elige 2n y escoge mitosis o meiosis. Cuenta las células nuevas y los cromosomas que hay dentro de cada una.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué la interfase no es una fase de reposo?

Durante G1, S y G2 la célula crece, fabrica proteínas y copia todo su ADN. Solo parece quieta al microscopio porque los cromosomas no se ven.

Si el ADN se duplica en la fase S, ¿por qué no se duplica el número de cromosomas?

Cada cromosoma hace una copia idéntica que sigue unida por el mismo centrómero. Contamos los cromosomas por sus centrómeros, así que la cuenta sigue en 2n mientras el ADN pasa a 4C.

¿Por qué la metafase es la mejor etapa para contar cromosomas?

Los cromosomas están más enrollados y gruesos, y todos están en un mismo plano en el ecuador, así que cada uno se ve y se cuenta con facilidad.

¿Por qué una célula vegetal no puede dividirse haciendo un surco?

Su rígida pared de celulosa no puede estrangularse hacia dentro. Por eso construye una pared nueva desde el centro (placa celular) hacia fuera.

¿Cuál es la diferencia entre sinapsis y entrecruzamiento?

La sinapsis (cigoteno) es solo el emparejamiento de los cromosomas homólogos. El entrecruzamiento (paquiteno) es el intercambio real de trozos entre cromátidas no hermanas del par.

¿Por qué la meiosis necesita dos divisiones?

La meiosis I separa los pares de homólogos (reduce el número a la mitad), pero cada cromosoma sigue teniendo dos cromátidas. La meiosis II separa esas cromátidas para que cada una de las 4 células reciba cromosomas simples.

El ciclo celular

El ciclo celular es la secuencia de sucesos con la que una célula copia su genoma, fabrica el resto de sus componentes y se divide en dos células hijas. El ADN se copia solo en una fase, pero el crecimiento de la célula continúa todo el tiempo. Una célula humana típica en cultivo se divide más o menos cada 24 horas; la levadura tarda unos 90 minutos.

Dos fases principales

G0: la etapa de reposo

Algunas células dejan de dividirse (por ejemplo, las del corazón en los adultos) y salen de G1 para entrar en G0. Siguen vivas y hacen su trabajo, pero no se dividen salvo que haga falta. En los animales, la mitosis ocurre solo en las células del cuerpo (somáticas) diploides, pero las plantas pueden dividirse por mitosis tanto en células haploides como diploides.

Mitosis: la división ecuacional

En la mitosis, el número de cromosomas de las células hijas es igual al de la célula madre, por eso se llama división ecuacional. Sus etapas son:

Citocinesis

En las células animales aparece un surco en la membrana que se hace más profundo hasta que la célula se estrangula en dos. En las células vegetales la pared no puede estrangularse, así que se forma una placa celular en el centro que crece hacia las paredes laterales; después se convierte en la lámina media. Los orgánulos, como las mitocondrias y los plastos, se reparten entre las dos células. Cuando la cariocinesis no va seguida de citocinesis, se forma una célula con varios núcleos: un sincitio, por ejemplo el endospermo líquido del coco.

Meiosis: la división reduccional

La meiosis ocurre en células diploides que formarán gametos (o esporas en las plantas). Tiene dos divisiones (meiosis I y II) pero una sola copia del ADN. Resultado: cuatro células haploides (n).

Meiosis I

Meiosis II

Muy parecida a la mitosis: profase II, metafase II (cromosomas en el ecuador), anafase II (los centrómeros se dividen y las cromátidas hermanas se separan), telofase II. Resultado: una tétrada de cuatro células haploides.

Mitosis frente a meiosis

MitosisMeiosis
Una divisiónDos divisiones
2 células hijas4 células hijas
2n → 2n (ecuacional)2n → n (reduccional en la meiosis I)
Sin emparejamiento ni entrecruzamientoSinapsis y entrecruzamiento en la profase I
Hijas idénticas a la célula madreHijas distintas (variación)
Células del cuerpo (somáticas)Células que forman gametos o esporas

Cromosomas y ADN a lo largo del ciclo

Regla: número de cromosomas = número de centrómeros. "C" es la cantidad de ADN de un juego haploide antes de copiarse.

EtapaCromosomasADN
G12n2C
Después de S, G2, profase, metafase2n (cada uno con 2 cromátidas)4C
Anafase de la mitosis (toda la célula)4n (las cromátidas ya están separadas)4C
Cada hija tras la mitosis2n2C
Cada célula tras la meiosis In (cada uno con 2 cromátidas)2C
Cada célula tras la meiosis IInC

Importancia de la mitosis y la meiosis

Mitosis

Meiosis

Pruébalo: cuenta cromosomas como un biólogo

Toma 4 trozos largos y 4 cortos de lana o de limpiapipas, en dos colores: uno para la "madre" y otro para el "padre". Cada pareja (uno largo rojo + uno largo azul) es un par homólogo, así que 2n = 4. Representa la mitosis: pega una copia junto a cada trozo (fase S), alinéalos, separa las copias y cuenta 4 en cada nueva "célula". Ahora representa la meiosis: empareja largo con largo y corto con corto, intercambia un trocito de lana (entrecruzamiento), separa los pares completos y vuelve a separar: cuenta 2 en cada una de las 4 células. Comprueba tu resultado con el control deslizante del paso 6 del 3D.

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Una célula vegetal tiene 2n = 16 en G1. Indica el número de cromosomas y la cantidad de ADN (toma el ADN de G1 = 2C) en (a) G2, (b) cada hija tras la mitosis.

(a) G2: el ADN ya se copió, así que 4C; los cromosomas siguen siendo 16 (cada uno con 2 cromátidas). (b) Cada hija: 16 cromosomas, 2C.

2. Una célula con 2n = 24 hace la meiosis. ¿Cuántos cromosomas hay en cada célula tras la meiosis I y tras la meiosis II?

La meiosis I reduce el número a la mitad: 12 (cada uno con 2 cromátidas). La meiosis II separa las cromátidas pero mantiene el número: 12 en cada una de las 4 células.

3. ¿Cuántos bivalentes se forman en la profase I de una célula humana (2n = 46)? ¿Cuántas cromátidas son?

Bivalentes = n = 23. Cada uno tiene 4 cromátidas, así que 23 × 4 = 92 cromátidas.

4. Una célula se divide por mitosis 5 veces seguidas (todas las hijas se dividen cada vez). ¿Cuántas células resultan?

Cada ronda duplica el número: 2⁵ = 32 células.

5. ¿Cuántas divisiones meióticas hacen falta para formar 100 granos de polen? (Cada meiosis da 4.)

100 ÷ 4 = 25 divisiones meióticas (25 meiocitos).

6. Un ciclo celular dura 24 horas. En una preparación de 100 células en división, 4 están en fase M. Estima cuánto dura la fase M.

La proporción de células en una fase ≈ la proporción del tiempo que dura: 4/100 × 24 h = 0.96 h ≈ 1 hora.

Errores comunes

Test de práctica

1. ¿En qué fase se copia el ADN?
2. Los cromosomas se alinean en el ecuador en la:
3. El entrecruzamiento tiene lugar en el:
4. Las células que dejan de dividirse entran en:
5. La meiosis en una célula con 2n = 20 produce:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son las fases del ciclo celular?

La interfase (G1, S, G2) y la fase M (mitosis + citocinesis). Las células que dejan de dividirse entran en G0.

¿Cuál es la principal diferencia entre mitosis y meiosis?

La mitosis da 2 células idénticas con el mismo número de cromosomas; la meiosis da 4 células distintas con la mitad de cromosomas.

¿En qué etapa ocurre el entrecruzamiento?

En el paquiteno de la profase I de la meiosis.

Dónde se estudia

NetherlandsHAVO 4 (bovenbouw, 2e fase)Reproduction
NetherlandsVWO 4 (bovenbouw, 2e fase)Reproduction (part 1)
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIV. Cell division
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIV. Cell division
RomaniaClasa a IX-aThe cell: structural and functional unit of life
Spain4º ESOThe cell
Spain2º BachilleratoCell biology
Ukraine10 класReproduction
Ukraine10 класReproduction and development
CBSE (India)Class 11Cell: Structure and Function
CBSE (India)Class 11Cells and Organisms
England (GCSE, A level)Year 104.1 Cell biology
England (GCSE, A level)Year 123.2 Cells
England (GCSE, A level)Year 123.4 Genetic information, variation and relationships
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10From molecules to organisms: structures and processes
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Cell Communication and Cell Cycle
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Heredity
South Korea고등학교 2학년Continuity and diversity of life
South Korea고등학교 3학년Heredity
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 9Genetics and genetic engineering
Germany (Bavaria)Jahrgangsstufe 12Genetics and genetic engineering
FranceTerminaleGenetics and evolution
Russia10 классCell life cycle
Russia10 классReproduction and development
China高一Comp.1 Ch.6 Cell life cycle
China高一Comp.2 Ch.2 Genes and chromosomes

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