División celular sin microtúbulos

Hace un mes habíamos visto que la mitosis podía generar más de dos células hijas cuando la célula tenía más de dos centrosomas, lo cual generaba una división celular multipolar. Sin dudas, los centrosomas son parte fundamental de la mitosis ya que son los centros de organización de los microtúbulos que forman el huso mitótico (también conocido como huso acromático), los cuales jalan hacia cada uno de los polos a las cromátides hermanas que se han ordenado en el centro de la célula durante la metafase. La forma como lo hacen es cuando los microtúbulos del huso mitótico (de color verde en la figura) se unen al cinetocoro – estructura proteica que se forma en los centrómeros (color rojo) – y empiezan a jalar las cromátides hermanas (color azul) hacia los extremos opuestos de la célula para finalmente dividirse en dos células hijas.

Sin  dudas los microtúbulos tienen un papel importantísimo en la segregación equitativa del material genético. Pero, ¿que pasaría si no hay microtúbulos? ¿la división celular se detendría? ¿la célula moriría? ¿la división celular se daría pero las cromátides hermanas no serían separadas de manera equitativa?

Castagnetti et al. hizo una observación inesperada en la levadura Schizosaccharomyces pombe, donde en la división celular, la membrana nuclear permanece intacta y la segregación del material genético se lleva a cabo dentro del núcleo, el cual se estira en sentidos opuestos por acción del huso mitótico incrustado en él y luego se estrangula formando dos núcleos hijos y para luego formar dos células hijas después de la citocinesis. A este mecanismo de división celular se conoce como mitosis cerrada.

Pero lo más extraño ocurrió cuando agregaron un compuesto que degrada la tubulina (proteína que conforma los microtúbulos) para evitar la formación del huso mitótico y observaron que la división celular igual se llevaba a cabo, pero, de una manera alternativa llamada fisión nuclear, donde las cromátides hermanas se agrupaban en dos envolturas nucleares separadas, para luego segregarse a cada célula hija.

En la fisión nuclear, los centrómeros se ubican a cada extremo de la célula pero no no se forma el huso mitótico, pero, aún así, los dos núcleos migran hacia los polos. ¿Quién es el responsable de esta segregación?. Los investigadores usaron otra droga que degradaba la actina, principal componente del citoesqueleto. Sin los filamentos de actina, los dos núcleos no podían redistribuirse en cada célula hija.

Entonces, la división celular en ausencia de microtúbulos se da de la siguiente manera: los cuerpos polares del huso se ubican en los polos del núcleo, las cromátides hermanas que están unidas por el centrómero pierden su cohesión y se separan y son jaladas hacia los polos del núcleo por medio de los husos polares, luego el núcleo se estira y divide para formar dos núcleos que se van separando. Finalmente la célula termina dividiéndose.

Si bien este tipo de división no es tan eficiente como la mitosis pero si tiene importantes implicancias evolutivas. Los que no necesitan de un huso mitótico para segregar su material genético son los procariotas y las arqueas, sólo una proteína tipo actina y una estructura tipo cinetocoro (Ver más en un artículo pasado), así que este proceso de fisión nuclear podría ser un vestigio de la transición de la fisión binaria y la mitosis. Sería interesante ver si la fisión nuclear se da en otras células eucariotas distintas a las levaduras y ver si es que aún se mantiene latente ese mecanismo de división celular primitivo.

Referencia:

Castagnetti, S., Oliferenko, S., & Nurse, P. (2010). Fission Yeast Cells Undergo Nuclear Division in the Absence of Spindle Microtubules PLoS Biology, 8 (10) DOI: 10.1371/journal.pbio.1000512

Heller, K. (2010). Nuclear Fission without Microtubules—a Return to the Past? PLoS Biology, 8 (10) DOI: 10.1371/journal.pbio.1000515