Fisión binaria y mitosis, semejanzas y diferencias

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La fisión binaria, la mitosis y la meiosis son las principales formas de división celular. La fisión binaria y la mitosis son formas de reproducción asexual, en la que la célula madre se divide para formar dos células hijas idénticas. La meiosis, por otra parte, es una forma de reproducción sexual en la que una célula divide y reparte su material genético entre las dos células hijas.

La principal diferencia entre la fisión binaria y la mitosis

Si bien tanto la fisión binaria como la mitosis son formas de división celular que duplican las células, la fisión binaria es la forma de reproducción predominante de los organismos procariotas, mientras que la mitosis se produce en las células eucariotas, como las células de las plantas y las de los animales.

Otra diferencia entre ambas formas de división celular es que en la fisión binaria las células que se dividen carecen de núcleo, mientras que en la mitosis la célula que se divide posee un núcleo. Para comprender mejor los procesos veamos alguna de las características de las células procariotas y eucariotas.

Las células procariotas y las eucariotas

  • Los organismos procariotas son células simples que carecen de núcleo (estructura que aloja el material genético celular) y orgánulos (estructuras integradas en el citoplasma que tienen diferentes funciones, dependiendo del tipo de célula). Su ADN (ácido desoxirribonucleico) consta de uno o dos cromosomas circulares. 
  • Las células eucariotas, por el contrario, son células complejas que tienen un núcleo y orgánulos, y su ADN se compone de múltiples cromosomas lineales.

En ambos tipos de células el ADN se replica y se separa para formar nuevas células, y el citoplasma se divide en el proceso de reproducción para formar células hijas mediante la citocinesis o citoquinesis. En ambos procesos, si es que se desarrollan sin inconvenientes, las células hijas contienen una copia exacta del ADN de la célula madre.

En las células bacterianas el proceso de división celular es más simple, lo que hace que la fisión binaria sea más rápida que la mitosis. Debido a que una célula bacteriana es en sí misma un organismo independiente, la fisión binaria es una forma de reproducción. Si bien hay algunos organismos eucariotas unicelulares, la mitosis es predominantemente un mecanismo de crecimiento y reparación de tejidos, en lugar de ser un mecanismo reproductivo del organismo.

Si bien los errores en la replicación del ADN en la fisión binaria son una forma de introducir diversidad genética en los organismos procariotas, los errores en la mitosis pueden causar serios problemas en los organismos con células eucariotas; por ejemplo, pueden causar cáncer. La mitosis incluye un mecanismo de control de la replicación del ADN para asegurar que ambas copias sean idénticas. La diversificación genética de los organismos eucariotas se genera a través de la meiosis, la generación de gametos en la reproducción sexual.

El proceso de la fisión binaria

Si bien una célula bacteriana carece de núcleo, su material genético se encuentra dentro de una zona especial de la célula llamada nucleoide. La copia de los cromosomas, que tienen forma circular, comienza en un sitio determinado de la célula llamado origen de replicación y evoluciona en direcciones opuestas, generando dos sitios de replicación. A medida que avanza el proceso de replicación, estos sitios de replicación se separan, y separan a su vez a los cromosomas. La célula entonces se alarga y adquiere una forma ovalada.

fisión binaria
Fisión binaria

Hay diferentes formas de fisión binaria. La célula se puede dividir a lo largo de su eje transversal (el eje más corto de su forma ovalada; ver figura superior), a lo largo de su eje longitudinal (el eje más largo), tomando una cierta inclinación respecto de los ejes, o bien en otra dirección (fisión simple). La citocinesis desplaza el citoplasma hacia los cromosomas.

Cuando se completa la replicación se forma un plano divisorio llamado tabique, que separa físicamente el citoplasma de las nuevas células, como muestra la figura superior. Después se forma una pared celular a lo largo del tabique y la célula madre colapsa en la zona de la nueva pared celular, formando las células hijas.

No se puede generalizar y afirmar que la fisión binaria sólo ocurre en los organismos procariotas. Ciertos orgánulos en las células eucariotas, como las mitocondrias, también se dividen por fisión binaria. También algunas células eucariotas se dividen por fisión binaria. Por ejemplo, las algas y los esporozoos (microorganismos parásitos unicelulares) pueden dividirse mediante una fisión binaria múltiple, en la que se forman simultáneamente varias réplicas de una célula.

El proceso de la mitosis

La mitosis es parte del ciclo celular de una célula eucariota. El proceso de la mitosis es mucho más complejo que el de la fisión binaria, lo que refleja la compleja naturaleza de las células eucariotas. Se desarrolla en cinco fases: la profase, la prometafase, la metafase, la anafase y la telofase. Veamos alguna de las características generales de cada fase.

Fases de la mitosis
Mitosis
  1. Profase En la profase los cromosomas lineales se replican y condensan al principio de la mitosis.
  2. Prometafase En la prometafase, la membrana nuclear y el nucleoide se desintegran. Las fibras se reorganizan para formar una estructura llamada huso mitótico.
  3. Metafase Los microtúbulos ayudan a alinear los cromosomas del huso mitótico en la metafase. Se desarrollan procesos moleculares en el ADN para verificar que los cromosomas replicados se alineen con el sitio adecuado de la célula.
  4. Anafase En la anafase el huso mitótico separa los dos conjuntos de cromosomas replicados.
  5. Telofase En la telofase, los husos y los cromosomas se desplazan hacia lados opuestos de la célula y se forma una membrana nuclear alrededor de cada conjunto de material genético. La citocinesis divide entonces el citoplasma y una membrana celular separa el material que constituirá las dos nuevas células. Si no se produce la citocinesis se tendrá una célula con dos núcleos, algo que se encuentra en algunos tejidos.

Comparación de los procesos de fisión binaria y mitosis

Para ayudar a clarificar los aspectos básicos de los procesos de división celular se presenta a continuación una tabla con las similitudes y diferencias entre la fisión binaria y la mitosis.

Fisión binariaMitosis
Reproducción asexuada en la que un organismo, una célula, se divide para formar dos organismos hijos.Reproducción asexuada de las células, generalmente
constituyentes de organismos complejos.
Ocurre en organismos procariotas. Algunos protistas y orgánulos eucariotas se dividen también por fisión binaria.Ocurre en células eucariotas.
La función principal es la reproducción de los organismos.Las funciones principales son la reparación y crecimiento de los tejidos, y en algunos casos también la reproducción del organismo.
Es un proceso sencillo y rápido.Es un proceso complejo, que requiere más tiempo que la fisión binaria.
No se forma ningún huso mitótico en el proceso. El ADN se adhiere a la membrana celular antes de la división.Se forma un huso mitótico. El ADN se adhiere al huso para su división.
La replicación del ADN y la división celular son simultáneas.La replicación del ADN se completa antes de la división celular.
No es completamente confiable. Las células hijas a veces obtienen diferente cantidad de cromosomas.Es un proceso de replicación de alta fidelidad en el que el número de
cromosomas se verifica en una instancia de control de la metafase. 
Se pueden producir errores, pero son menos frecuentes que en la fisión binaria.
Utiliza la citocinesis para dividir el citoplasma.Utiliza la citocinesis para dividir el citoplasma.

Resumen de los aspectos claves de la fisión binaria y de la mitosis

  • La fisión binaria y la mitosis son formas de reproducción asexuada en las que una célula madre se divide para formar dos células hijas idénticas.
  • La fisión binaria ocurre principalmente en organismos procariotas, bacterias, mientras que la mitosis sólo se produce en las células eucariotas, como lo son las células de las plantas y las de los animales
  • La fisión binaria es un proceso más simple y rápido que la mitosis.
  • La tercera forma principal de división celular es la meiosis. La meiosis sólo se produce en las células sexuales, en la formación de gametos, y produce células hijas con la mitad de los cromosomas de la célula madre.

Fuentes

  • Carlson, B. M. Principals of Regenerative Biology. Elsevier Academic Press. 2007.
  • Maton, A., Hopkins, J.J., LaHart, S. Quon, Warner, D., Wright, M., Jill, D. Cells: Building Blocks of Life. Prentice-Hall. 1997.
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Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

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