1. Replicación del ADN

La división celular o mitosis es el punto culminante en la vida de una célula. Pero su puesta en marcha requiere la llegada a buen término de varios procesos. El más notorio es la duplicación fiel de los cromosomas, aunque es necesaria, asimismo, la duplicación de las demás macromoléculas y orgánulos que, de lo contrario, disminuirían en cada división. Todos estos acontecimientos tienen lugar a lo largo del llamado ciclo celular (véase la ilustración siguiente), que se divide en las siguientes fases:

• Fase M. Comprende la mitosis junto a la citocinesis.
• Fase G₁ (G del inglés gap, que significa “lapso”). Es el intervalo que transcurre desde que termina la mitosis hasta que empiezan a duplicarse los cromosomas. Es quizá la fase más activa, y en ella tiene lugar la mayor parte de la síntesis de ARN y proteínas que estudiamos en la Unidad 6.
• Fase S o de síntesis. En esta fase tiene lugar la duplicación de los cromosomas, tal y como puso de manifiesto la técnica de marcaje por autorradiografía descrita en la Unidad 1.
• Fase G₂. Corresponde al intervalo entre el final de la fase S y el inicio de la mitosis. En esta fase continua la síntesis de proteínas y de ARN. Al final de este periodo se producen una serie de cambios en la estructura celular que indica que va a comenzar la mitosis.

La duración de las fases G₁, S, G₂ y M es muy desigual. A título de ejemplo, las células humanas que proliferan en cultivos tardan unas 24 horas en completar un ciclo, de las cuales 9 corresponden a la fase G₁, 10 a la fase S, 4,5 a la G₂ y 0,5 a la M. Su duración depende de las condiciones externas y de señales procedentes de otras células. En realidad, la progresión a través del ciclo celular está altamente regulada mediante proteínas denominadas cinasas dependientes de ciclina (Cdk), que solo se activan si se asocian con diferentes ciclinas (véase, de nuevo, la ilustración anterior); su irreversible degradación en los proteasomas —complejo proteico que se encarga de destruir todas aquellas proteínas dañadas o no necesarias— es lo que impulsa el ciclo en un solo sentido.

A su vez la acción de las Cdk depende de puntos de control que retrasan la entrada en la siguiente fase del ciclo si la fase previa no se ha completado satisfactoriamente (por ejemplo, si los cromosomas no se han duplicado por completo) o si el ADN ha sido dañado por radiaciones o agentes químicos, dando tiempo a la actuación de sistemas reparadores. El mal funcionamiento de estos mecanismos de control puede llevar a la proliferación de células anómalas y a la aparición de cáncer, lo que subraya la trascendental importancia del correcto transcurrir de todas las etapas del ciclo.