Divisione cellulare (superiori)

Nelle cellule eucariote la divisione cellulare è regolata da un ciclo cellulare che va dal momento in cui la cellula si divide formando due cellule figlie fino a quando le due cellule figlie si dividono a loro volta. Prima che la cellula si divida viene duplicato tutto ciò che si trova nel citoplasma. La maggior parte del ciclo cellulare è rappresentato dall'interfase in cui hanno luogo la duplicazione dei cromosomi e la maggior parte della crescita della cellula.

Patrimonio cromosomico

Qualsiasi cellula somatica umana possiede un totale di 46 cromosomi suddivisi in 23 coppie. Ciascuna specie è caratterizzata da un determinato numero fisso di cromosomi distribuiti in coppie. I cromosomi di ciascuna coppia sono simili per quanto riguarda la lunghezza e la posizione del centromero. I due cromosomi che formano una coppia sono chiamati cromosomi omologhi perché entrambi portani i geni che controllano le stesse caratteristiche ereditarie. Per esempio, se il gene che regola il colore degli occhi è situato su un cromosoma in una determinata posizione o locus, anche l'altro cromosoma omologo porta il gene per il colore degli occhi nello stesso locus. Le 23 coppie di cromosomi umani sono di 2 tipi: 22 coppie sono costituite dai cromosomi detti autosomi, presenti sia nei maschi che nelle femmine; mentre l'ultima coppia di cromosomi è costituita dai cromosomi sessuali che determinano il sesso dell'individuo.

Mitosi

Principali fasi della mitosi

Il processo di mitosi, consiste in una divisione cellulare in cui il nucleo cellulare si divide in modo tale che ciascuna cellula figlia abbia esattamente lo stesso patrimonio cromosomico della cellula madre. Durante il processo di divisione mitotica, i cromosomi della cellula madre vengono duplicati e distribuiti in due cellule figlie identiche tra di loro.

Ecco di seguito illustrate brevemente le fasi della divisione mitotica:

1. I cromosomi appaiono come filamenti attorcigliati. All'esterno del nucleo compaiono delle strutture dette centrioli, organelli cellulari che si possono osservare durante la mitosi.
2. Ogni cromosoma si duplica, queste coppie di cromatidi restano uniti ad un centromero, regione del cromosoma.
3. La membrana nucleare scompare. I centrioli si portano ai poli opposti della cellula e formano un sistema di fibre chiamate fuso mitotico. Le coppie di cromatidi, ognuno dei due filamenti di cui è formato un cromosoma, si dispongono lungo una linea detta equatore del fascio.
4. I due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e migrano verso poli opposti della cellula.
5. Si formano nuove membrare nucleari e il citoplasma, matrice colloidale contenuta all' interno di ogni cellula, inizierà a dividersi.
6. I cromosomi non sono più visibili e dividendosi il citoplasma, forma le due cellule figlie.

Profase

Il materiale genetico (DNA), che normalmente esiste in forma di cromatina, condensa in una struttura altamente ordinata chiamata cromosoma. Dal momento che il materiale genetico è stato duplicato , esistono due copie identiche di ogni cromosoma nella cellula . I cromosomi identici (detti anche fratelli) sono uniti in una zona detta centromero.

L'altro componente che entra in gioco nella mitosi è il centriolo, che funziona come una specie di ancora. Durante la profase i due centrioli (che replicano in modo indipendente dalla mitosi) cominciano ad attrarre i microtubuli ed a formare il cosiddetto fuso mitotico. Aumentando la lunghezza del fuso (con la crescita dei microtubuli), i centrioli spingono il nucleo cellulare da parti opposte. Bisogna notare che molti eucarioti come le piante mancano dei centrioli, anche se il processo mitotico è praticamente identico.

Prometafase

Alcuni testi di biologia non includono questa fase, considerandola come una parte della profase. In questa fase la membrana nucleare si dissolve in alcuni eucarioti riformandosi più tardi, una volta che la mitosi è completa. Questa è chiamata mitosi aperta e si trova in molte forme multicellulari. Molti protisti svolgono invece una mitosi chiusa, in cui la membrana nucleare persiste.

Cominciano a formarsi i cinetocori in prossimità dei centromeri. Questa è una complessa struttura che fa da punto di attacco a cui i cromosomi possono ancorarsi. Il cinetocoro è una enorme struttura complessa che non è stata ancora pienamente compresa. Due cinetocori si formano su ogni cromosoma, uno per ogni cromatidio.

Quando il fuso è cresciuto per una sufficiente lunghezza, i microtubuli cercano i cinetocori per attaccarsi.

Metafase

Metafase: I cromosomi sono allineati per la metafase.

Appena i microtubuli trovano l'attacco per i cinetocori, essi cominciano ad allinearsi nel mezzo della cellula.La segregazione richiede che ogni cinetocoro sia attaccato ad un microtubulo prima che inizi la separazione. Si suppone che i cinetocori non attaccati controllino questo processo generando un segnale che dice alla cellula di attendere prima di procedere all' anafase. Quando i cromosomi sono tutti in attacco -ed entrambi i cinetocori sono attaccati ai microtubuli si allineano nel mezzo del centriolo ,formando il disco della metafase. Questo non accade in ogni organismo.

Anafase

Primi istanti dell'anafase: Accorciamento di cinetocori e microtubuli

L'anafase è lo stadio in cui i cromosomi si separano e migrano ai poli opposti del fuso mitotico (sia nella meiosi che nella mitosi).I centromeri sono rotti.

Appena i cinetocori sono tutti attaccati al microtubulo ed i cromosomi sono tutti allineati, la cellula procede per l'anafase.Questa è divisa in due sottofasi. Nella prima, le proteine che legano i cromosomi fratelli permettono la loro separazione. Sono spinti da parti opposte dai microtubuli verso i rispettivi centrioli. A questo punto l'asse del fuso mitotico si allunga guidando i centrioli (ed i cromosomi ad essi attaccati) verso i poli opposti della cellula. Al termine dell'anafase la cellula ha suddiviso il materiale genetico in due popolazioni.

Telofase

La telofase è l'opposto della profase: una membrana nucleare si riforma attorno a ciascuna delle due cellule figlie; i nucleoli riappaiono; scompaiono fusi ed astri. I cromatidi cominciano ad allungarsi e diventano meno densi, cambiando la loro forma.

Citodieresi

Per Citodieresi ci si riferisce alla divisione fisica di una cellula eucariotica,cioè quando il citoplasma si divide. Questo avviene grazie ad un anello formato da proteine contrattili che strozzano la cellula fino a dividerla in due cellule figlie. Invece nelle cellule vegetali dato che è presente la parete cellulare per dividere la cellula non si può dividere la membrana,ma si deve creare una nuova parete cellulare.Questo avviene grazie all'apparato di Golgi,che secerne delle vescicole che si posizionano al centro della cellula,che unendosi si crea la Lamella Mediana.A questo punto la cellula invia cellulosa alla Lamella e quindi si forma la nuova parete cellulare.

Meiosi

La meiosi è il processo che produce gameti aploidi e comporta due divisioni consecutive chiamate meiosi I e meiosi II, da queste divisioni hanno origine quattro cellule e non due come avviene successivamente ad una mitosi. Poiché le due divisioni sono precedute da un'unica duplicazione dei cromosomi, ciascuna delle quattro cellule figlie possiede solo la metà dei cromosomi della cellula madre.