El ciclo celular

La duración del ciclo celular es importante porque determina la rapidez con la que un organismo puede multiplicarse. Para los organismos unicelulares, este ritmo determina la rapidez con la que el organismo puede reproducir nuevos organismos independientes. Para las especies de orden superior, la duración del ciclo celular determina el tiempo que se tarda en reemplazar las células dañadas. La duración del ciclo celular varía de un organismo a otro y de una célula a otra. Algunos embriones de mosca tienen ciclos celulares que duran sólo 8 minutos por ciclo. Algunos mamíferos tardan mucho más: hasta un año en ciertas células del hígado. Sin embargo, en general, para las células de mamíferos que se dividen rápidamente, la duración del ciclo es de aproximadamente 24 horas.

La mayoría de las diferencias en la duración del ciclo celular entre especies y células se encuentran en la duración de fases específicas del ciclo celular. La replicación del ADN, por ejemplo, suele ser más rápida cuanto más simples son los organismos. Una de las razones de esta tendencia es simplemente que los procariotas tienen genomas más pequeños y no tanto ADN que replicar. En todas las especies y en toda la complejidad del organismo, las células embrionarias tienen una mayor necesidad de rapidez en el ciclo celular porque necesitan multiplicarse para el desarrollo del embrión. Los ciclos celulares embrionarios tempranos a menudo omiten G1 y G2 y proceden rápidamente a través de rondas sucesivas de fase S y mitosis. Para estas células, la principal preocupación no es la regulación del ciclo celular (que ocurre en gran medida en G1 y G2), sino más bien en la velocidad de la proliferación celular.

En esta sección, discutiremos el desglose de las duraciones de mitosis, G1, fase S y G2 para el ciclo celular general de 24 horas que se encuentra en la mayoría de las células. Como hemos comentado en la sección anterior, las duraciones de G1 y G2 varían en las células en función del nivel de preparación de cada célula para proceder en el ciclo celular. Recuerde que las células pueden entrar en G0 durante mucho tiempo durante G1 antes de continuar con la fase S. Si una célula ha experimentado rápidamente un crecimiento celular suficiente o la replicación del ADN, el tiempo que pasa en G1 y G2 será menor.

G1 suele ser la fase más larga del ciclo celular. Esto puede explicarse por el hecho de que G1 sigue a la división celular en la mitosis; G1 representa la primera oportunidad que tienen las nuevas células de crecer. Las células suelen permanecer en G1 durante unas 10 horas de las 24 horas totales del ciclo celular. La duración de la fase S varía en función del ADN total que contenga la célula en cuestión; la tasa de síntesis del ADN es bastante constante entre las células y las especies. Normalmente, las células tardan entre 5 y 6 horas en completar la fase S. La fase G2 es más corta, pues sólo dura de 3 a 4 horas en la mayoría de las células. En resumen, la interfase suele durar entre 18 y 20 horas. La mitosis, durante la cual la célula hace los preparativos para la división celular y la completa, sólo dura unas 2 horas.

Es posible determinar el tiempo que una célula pasa en las diferentes fases del ciclo celular y su ubicación específica en el ciclo alimentando a las células con moléculas que sólo se toman en la célula en un punto específico del ciclo celular. Por ejemplo, la timidina sólo se incorpora a una célula durante la fase S, y los científicos suelen utilizar la timidina como herramienta para marcar el inicio de la fase S. La cantidad de ADN presente en una célula también es un buen indicador de la posición de la célula en el ciclo celular. Durante la fase S, el ADN se replica y, como resultado, las células en G2 tienen mayores niveles de ADN celular que las células en G1.