La mitosi è il processo di divisione delle cellule nucleari. Durante la divisione, il nucleo della cellula si divide, dando luogo a due serie di cromosomi identici o proteine del DNA organizzate. Questo processo è quasi sempre accompagnato da un processo chiamato citochinesi, in cui il resto della cellula si divide, portando a due cellule completamente separate, chiamate cellule figlie. Ci sono quattro fasi nel processo: profase, metafase, anafase e telofase. Ci sono una serie di ragioni per questo processo, tra cui la riproduzione e la sostituzione delle cellule, e i problemi con esso possono danneggiare seriamente o uccidere le cellule. Viene spesso confuso con la meiosi, ma i processi differiscono in diversi modi.
stage
profase
Il DNA nel nucleo è già stato duplicato nella fase precedente della divisione cellulare, quindi quando inizia la profase, il nucleo contiene due serie identiche complete di DNA. All’inizio della profase, la cromatina, che normalmente è diffusa in tutto il nucleo, inizia a condensarsi in una forma a X, tenuta insieme al centro da una specifica sequenza di DNA chiamata centromero. Ogni metà della X è una metà replicata del DNA. Una volta che si avvolgono insieme nella X, sono chiamati cromosomi mitotici. Verso la fine della profase, il materiale che racchiude il nucleo e il citoscheletro scompare, tranne nel caso di alcuni funghi, alghe e organismi simili, in cui il processo avviene interamente all’interno della membrana nucleare. Questa è chiamata mitosi chiusa.
Una volta che il materiale che racchiude il nucleo si dissolve, o, nel caso della mitosi chiusa, dopo che il DNA si è formato in X, strutture chiamate centrioli si spostano alle estremità opposte della cellula e contribuiscono a formare un apparato fuso di microtubuli, che è essenzialmente come corde che attraversano la cellula. I cromosomi sviluppano anche strutture nel mezzo chiamate cinetocori, che vengono successivamente utilizzate per agganciarsi ai microtubuli.
Metafase
Quando la profase termina e inizia la metafase, i microtubuli simili a funi si collegano ai cinettocori su ciascun lato del cromosoma, in modo che possano successivamente separarli. I cromosomi si allineano con l’apparato del fuso, che si sviluppa intorno alla cellula come le linee verticali su un globo. I cromosomi presto divisi sono posizionati simmetricamente sulla piastra metafase, che è essenzialmente l’equatore della cellula madre. Alla fine della metafase, ogni cromosoma ha microtubuli collegati a entrambe le sue metà, e sono allineati in linea retta lungo l’equatore della cellula.
anafase
Una volta che i cromosomi si sono allineati correttamente, l’apparato del fuso separa immediatamente le due metà identiche del DNA l’una dall’altra e le sposta ai lati opposti della cellula. Questi due gruppi di cromosomi si svilupperanno nei nuclei di due cellule figlie che sono perfettamente identiche tra loro e alla cellula madre.
telofase
Dopo che i cromosomi arrivano alle estremità della cellula, iniziano a svolgersi e a diffondersi di nuovo, come erano prima di formarsi in X. Questo è fondamentalmente l’opposto dell’inizio della profase. Mentre ciò accade, l’apparato del mandrino è rotto. Dopodiché, la membrana nucleare, che racchiude il nucleo, si forma nuovamente attorno ai cromosomi, a meno che non si sia mai dissolta in primo luogo, come nella mitosi chiusa. Sebbene questa sia l’ultima fase, la divisione cellulare non è completa fino a quando non si verifica la citochinesi.
Citochinesi
La citochinesi è la fase successiva dello sviluppo cellulare ed è simile alla mitosi, tranne per il fatto che coinvolge le altre parti della cellula invece del nucleo. Durante questa fase, la piastra metafasale simile all’equatore della cellula si stringe, separando la cellula in due nuove cellule. Una volta completato, ci sono due celle funzionanti e identiche.
Scopo
Uno degli scopi principali di questo processo è la crescita naturale dell’organismo genitore. Viene anche fatto per sostituire le cellule usurate, danneggiate o appena alla fine della loro vita naturale. Ad esempio, una persona perde continuamente cellule morte della pelle, quindi il corpo deve dividere le cellule per crearne di nuove. Alcuni animali usano questo processo anche per rigenerare parti di se stessi, come le lucertole che possono ricrescere la coda dopo averle perse. Inoltre, alcuni animali subiscono questo processo come parte della riproduzione asessuata.
Problematica
I problemi con la mitosi sono devastanti per le cellule e possono portare alla loro morte. Anche se la cellula non muore, i cromosomi possono essere danneggiati o alterati, il che può portare a malattie genetiche; La sindrome di Down, per esempio, è causata da un problema cromosomico collegato alla mitosi. Inoltre, danni ai cromosomi o problemi con i tempi di come la cellula si divide possono portare a escrescenze e talvolta al cancro. Questo può accadere anche se il cromosoma non viene separato correttamente.
Meiosi
La mitosi e la meiosi sono entrambi mezzi di divisione cellulare, ma differiscono in alcuni modi chiave. Innanzitutto, la meiosi si verifica solo in tipi specifici di cellule riproduttive chiamate gameti – nell’uomo, nelle uova e nello sperma – e nelle spore. Inoltre, nella meiosi, il DNA di ciascuna cellula contribuente si confonde, con piccoli pezzi di DNA di cellule diverse che formano parti della X. Questo è diverso dalla mitosi in cui le due metà delle X sono identiche. Inoltre, la meiosi finisce con quattro cellule che sono completamente geneticamente uniche, mentre nella mitosi, il risultato finale sono due cellule completamente identiche.