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

Los procesos del ciclo celular ocurren durante aproximadamente 24 horas (en las células humanas típicas) y en dos etapas principales distinguibles. 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 la división citoplasmática (citocinesis). Las dos fases están separadas por intervalos (espacios G1 y G2), durante los cuales la célula se prepara para la replicación y la división.

El proceso de la mitosis

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

profase

A medida que la célula entra en mitosis, sus cromosomas replicados comienzan a condensarse y se hacen visibles como estructuras filiformes con la ayuda de proteínas conocidas como condensinas. El aparato fusiforme mitótico comienza a formarse entre los centrosomas, que se duplicaron durante la fase S, y migra a los polos opuestos de la célula. El huso está formado por estructuras filamentosas llamadas microtúbulos que a su vez están formadas por monómeros de proteínas tubulinas. Los microtúbulos fusiformes comienzan a extenderse hacia los cromosomas condensados. El nucléolo, un componente del núcleo que produce ribosomas, se desvanece, lo que indica la inminente descomposición del núcleo.

Prometafase

Durante la prometafase, los filamentos de microtúbulos del aparato fusiforme continúan creciendo y los cromosomas terminan de condensarse. La envoltura nuclear se rompe por completo, liberando los cromosomas. Algunos de los microtúbulos se unen a los cromosomas liberados, uniéndose a una estructura proteica llamada cinetocoro que está presente en el centrómero de cada par de cromátidas hermanas. Los microtúbulos fusiformes de polos opuestos se unen a los cinetocoros y capturan los pares de cromátidas hermanas condensadas. Los microtúbulos del huso que no se adhieren a los cromosomas, los microtúbulos polares y astrales, ayudan a separar los husos y a anclar los polos del huso a la membrana celular.

metafase

Los microtúbulos del huso alinean cada par de las cromátidas hermanas completamente condensadas a lo largo del ecuador de la célula, en la placa de metafase. La célula ahora está lista para dividirse.

anafase

Los microtúbulos de los polos opuestos del huso, que están unidos a la estructura del cinetocoro, acortan y separan las cromátidas hermanas en el centrómero. Las proteínas de cohesión que mantienen unidas a las cromátidas ahora se descomponen. El acortamiento de los microtúbulos cinetocoro hace que cada cromátida del par, ahora llamado cromosomas, migre a un polo opuesto.

telofase

Una vez que los cromosomas alcanzan los polos opuestos de la célula, se descondensan y se desenrollan para formar cromatina. Los filamentos de microtúbulos del huso se despolimerizan en sus monómeros de tubulina, que luego se utilizan como elementos citoesqueléticos en las células hijas. Las envolturas nucleares se vuelven a ensamblar alrededor de cada conjunto de cromosomas.

citocinesis

Durante la citocinesis en células animales, los filamentos de actina forman un anillo contráctil en la membrana plasmática para crear un surco de escisión, que finalmente corta la célula en dos. En las células vegetales, las vesículas del aparato de Golgi que transportan glucosa, enzimas y proteínas estructurales se unen para formar una nueva placa celular en la ubicación de la placa metafásica anterior. 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 se ha completado, 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.