¿En qué se diferencia la citocinesis en plantas y animales?

La citocinesis es la división del citoplasma en dos células hijas. Durante el ciclo celular de los eucariotas, a la cariocinesis le sigue la citocinesis. Esto significa que la división del citoplasma se lleva a cabo después de completar la división del núcleo. Sin embargo, la citocinesis o la división del citoplasma no ocurre de la misma manera en células vegetales y animales. Este artículo explicará la diferencia en la citocinesis de plantas y animales y la causa es esta diferencia.. 

Este artículo analiza,

1. Lo que sucede durante la citocinesis
2. Citocinesis De Células Vegetales
3. Citocinesis De Células Animales
4. ¿En qué se diferencia la citocinesis en plantas y animales?

Lo que sucede durante la citocinesis

Durante la citocinesis, el material genético duplicado en los polos opuestos se separa en dos células hijas junto con la mitad del citoplasma de la célula, que contiene un conjunto de sus orgánulos. La separación del material genético duplicado es asegurada por el aparato del huso. El número de cromosomas, así como el número de conjuntos de cromosomas de una célula hija, deben ser iguales a los de la célula madre para que las células hijas sean las copias funcionales de las células progenitoras. Este proceso se llama citocinesis simétrica. Por el contrario, durante la ovogénesis, el óvulo consiste en casi todos los orgánulos y el citoplasma de los gonocitos de células germinales precursoras. Sin embargo, las células de los tejidos como el hígado y el músculo esquelético omiten la citocinesis al producir células multinucleadas..

La principal diferencia entre las células vegetales y la citocinesis de células animales es la formación de una nueva pared celular que rodea a las células hijas. Las células vegetales forman una placa celular entre las dos células hijas. En las células animales, se forma un surco de escisión entre las dos células hijas. En la división mitótica, una vez completada la citocinesis, las células hijas entran en la interfase. En la división meiótica, los gametos producidos se utilizan para completar la reproducción sexual después de completar la citocinesis al fusionarse con el otro tipo de gametos en la misma especie..

Citocinesis De Células Vegetales

Las células vegetales consisten generalmente en una pared celular. Por lo tanto, forman la placa celular en el centro de la célula madre, para separar dos células hijas. La formación de la placa celular se muestra en Figura 1.

Figura 1: Formación de la placa celular

Proceso de formación de la placa celular.

La formación de la placa celular es un proceso de cinco pasos..

Formación de Phragmoplast

Phragmoplast es una matriz de microtúbulos, que apoya y guía la formación de la placa celular. Los microtúbulos que se utilizan para la formación del phragmoplast son los remanentes del huso..

Tráfico de vesículas y fusión con microtúbulos.

Las vesículas que contienen proteínas, carbohidratos y lípidos son traficadas hacia la zona media del phragmoplast por los microtúbulos, ya que son necesarios para la formación de la placa celular. La fuente de estas vesículas es el aparato de Golgi..

Fusión y transformación de los túbulos de la membrana en láminas de membrana. Microtúbulos ampliados.

Los microtúbulos ensanchados se fusionan lateralmente entre sí para formar una hoja plana que se conoce como la placa celular. Otros constituyentes de la pared celular junto con el depósito de celulosa en la placa celular lo impulsan a una mayor maduración.

Reciclaje de los materiales de la membrana celular.

Los materiales de membrana no deseados se eliminan de la placa celular mediante endocitosis mediada por clatrina..

Fusión de la placa celular con la pared celular existente.

Los bordes de la placa celular se fusionan con la membrana celular parental existente, separando físicamente las dos células hijas. La mayoría de las veces, esta fusión se produce de manera asimétrica. Pero, las hebras del retículo endoplásmico se encuentran pasando a través de la placa celular recién formada, que se comporta como los precursores de los plasmodesmos, un tipo de uniones celulares que se encuentran en las células vegetales..

Diferentes componentes de la pared celular, como hemicelulosa, pectinas y proteínas de arabinogalactano, que son transportados por las vesículas secretoras, se depositan en la placa de células recién formada. El componente más abundante de la pared celular es la celulosa. Primero, la callosa es polimerizada por la enzima callosa sintasa en la placa celular. A medida que la placa celular se fusiona con la membrana celular existente, la callosa es reemplazada finalmente por la celulosa. La laminilla media se genera a partir de la pared celular. Es una capa similar a pegamento, que consiste en pectina. Las dos células adyacentes están unidas entre sí por la laminilla media.

Citocinesis De Células Animales

La división del citoplasma de las células animales comienza después de la separación de las cromátidas hermanas durante la anafase de la división nuclear. La citocinesis de células animales se muestra en Figura 2.

Figura 2: Citocinesis de células animales.

Proceso de citocinesis de células animales

La citocinesis de células animales se realiza a través de cuatro pasos..

Reconocimiento del huso anafase

El huso es reconocido por la declinación de la actividad de CDK1 durante la anafase. Luego, los microtúbulos se estabilizan para formar el huso central o la zona media del huso. Los microtúbulos no cinetocoros forman haces entre los dos polos opuestos de la célula madre. Humanos y C. elegans Requieren la formación de un huso central para realizar una citocinesis eficiente. La actividad disminuida de CDK1, desfosforila el complejo cromosómico del pasajero (CPC), translocando el CPC al huso central. El CPC se ubica en los centrómeros durante la metafase.. 

El CPC regula la fosforilación de proteínas componentes del huso central como PRC1 y MKLP1. El PRC1 fosforilado forma un homodímero que se une en la interfaz entre los microtúbulos antiparalelos. La unión facilita la disposición espacial de los microtúbulos en el huso central. La proteína activadora de GTPasa, CYK-4 y MKLP1 fosforilada forman el complejo spsplin central. El eje central es un grupo de orden superior que está vinculado al eje central.. 

Los múltiples componentes del huso central están fosforilados para iniciar el autoensamblaje del huso central. El eje central controla la posición del surco de escisión, mantiene el suministro de la vesícula de la membrana al surco de escisión y controla la formación de la parte media del cuerpo al final de la citocinesis..

Especificación del plano de la división

La especificación del plano de división puede ocurrir a través de tres hipótesis. Son hipótesis de estimulación astral, hipótesis del huso central y hipótesis de relajación astral. El huso envía dos señales redundantes, colocando el surco de escisión en la corteza celular, una desde el huso central y la otra desde el aster del huso.. 

Asamblea de anillo de actina-miosina y contracción

La escisión es impulsada por el anillo contráctil formado por actina y una proteína motora, la miosina-II. En el anillo contráctil, tanto la membrana celular como la pared celular crecen dentro de la célula, pellizcando la célula madre en dos. La familia de proteínas Rho regula la formación del anillo contráctil en el centro de la corteza celular y su contracción. La RhoA promueve la formación del anillo contráctil. Además de la actina y la miosina II, el anillo contráctil consiste en proteínas de andamiaje como la anillina, que se une con CYK1, RhoA, actina y miosina II, que une la corteza ecuatorial y el huso central.

Abscisión

La hendidura del surco se forma para formar la estructura del medio cuerpo. El diámetro del anillo de actina-miosina en esta posición es de alrededor de 1-2 μm. La parte media del cuerpo está completamente dividida en un proceso llamado abscisión. Durante la abscisión, los puentes intercelulares se llenan con microtúbulos antiparalelos, la corteza celular se contrae y se moldea la membrana plasmática..  

Las vías de señalización molecular aseguran la separación fiel del genoma entre las dos células hijas. La citocinesis de células animales es impulsada por la ATPasa de Miosina Tipo II para generar las fuerzas contráctiles. El momento de la citocinesis animal altamente regulada..

¿En qué se diferencia la citocinesis en plantas y animales?

La división del citoplasma se conoce como citocinesis. La principal diferencia entre la citocinesis de células vegetales y animales es la formación de una placa celular en las células vegetales, en lugar de la formación del surco de escisión en las células animales. La diferencia entre la citocinesis de células vegetales y animales se muestra en figura 3. 

Figura 3: Diferencia entre citocinesis animal y vegetal

Las células animales no poseen una pared celular. Por lo tanto, solo la membrana celular se divide en dos, formando nuevas células al profundizar una escisión a través de un anillo contráctil en el centro de la célula madre. En las células vegetales, se forma una placa celular en medio de la célula madre con la ayuda de microtúbulos y vesículas. Las vesículas se fusionan con microtúbulos, formando una red tubular-vesicular. La deposición de los componentes de la pared celular conduce a la maduración de la placa celular. Esta placa celular crece hacia la membrana celular. Por lo tanto, la división citoplásmica de una célula animal comienza en los bordes de la célula (centrípeta) y la división citoplásmica de la célula vegetal comienza en el centro de la célula (centrífuga). Por lo tanto, la formación de la mitad del cuerpo solo se puede identificar en la citocinesis de células animales. La citocinesis de células vegetales comienza en la telofase de la división nuclear y la citocinesis de células animales comienza en la anafase de la división nuclear. La citocinesis de células animales está estrechamente regulada por las vías de transducción de señales. También requiere ATP para la contracción de las proteínas de actina y miosina..

Referencia:
1. “Citocinesis”. En.wikipedia.org. N.p., 2017. Web. 7 de marzo de 2017.

Imagen de cortesía:
1. "Diagrama de Phragmoplast" por BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) a través de Flickr
2. “Citocinesis mitótica” Por MITOSIS_cells_secuence.svg: LadyofHatsderivative work: Matt (hablar) - MITOSIS_cells_secuence.svg (Dominio público) a través de Commons Wikimedia 3. “Diagrama de citocinesis de algas” por BlueRidgeKitties (CC BY 2.0) a través de Flickr