Nascita di nuove cellule: la mitosi

Il questo post parlerò della mitosi; prima, però, riprendo alcuni concetti chiave dal post precedente, che aiuteranno a capire meglio il processo di divisione cellulare.

IL CICLO CELLULARE: INTERFASE e MITOSI Il ciclo cellulare può essere schematicamente diviso in due fasi: l'interfase e la mitosi.

L'interfase: è la fase tra una mitosi e la successiva, durante la quale la cellula svolge le sue funzioni vitali. L'interfase è, a sua volta, suddivisa in 3 fasi: la fase G1 nella quale la cellula duplica il suo contenuto, ad esclusione del corredo genetico. La fase S durante la quale la cellula duplica il materiale genetico; la fase G2 durante la quale la cellula si prepara alla mitosi, controlla e ripara eventuali errori commessi nella replicazione del DNA.

Department of Genetics, University of Leicester

La mitosi, ovvero la divisione cellulare

Department of Genetics, University of Leicester

La divisione cellulare è un processo molto importante, che deve avvenire in modo controllato e preciso. Ciascuna cellula del nostro corpo si origina a partire dallo zigote (= cellula che si ottiene dall'unione della cellula uovo con lo spermatozoo) per divisioni successive; è sempre la mitosi che permette al nostro corpo di crescere, di sostituire le cellule invecchiate o danneggiate.

Il lungo viaggio dell’embrione L'immagine mostra le divisioni successive alle quali va incontro la cellula uovo dopo la fecondazione. Tutte queste divisioni avvengono per mitosi. In 4-5 giorni passa dallo stato unicellulare a quello pluricellulare: il numero di cellule raddoppia ogni 12-15 ore.

I PROTAGONISTI DELLA DIVISIONE CELLULARE
Prima di addentrarsi nei passaggi chiave della divisione cellulare, è bene conoscerne i protagonisti.

I cromosomi

Immagine tratta dal sito http://leavingbio.net/

L'immagine viola mostra il nucleo di una cellula, prima della divisone cellulare. Il nucleo è protetto dalla membrana nucleare; all'interno del nucleo ci sono la cromatina e il nucleolo. La cromatina è la forma nella quale si trova il DNA durante l'interfase; il nucleolo, invece, è l'organello deputato alla costruzione (sintesi) dell'rRNA, ovvero l'RNA che costituisce i ribosomi, le fabbriche delle proteine. Durante la mitosi il nucleolo scompare e la membrana nucleare si disgrega.

Immagine da Larapedia.com dove potete trovare appunti di biologia

All'inizio della mitosi i cromosomi diventano visibili.

Il cromosoma presenta una forma bastoncino costituita da due filamenti identici di DNA: i cromatidi fratelli.
I cromatidi sono uniti a livello del centromero.
A ciascun centromero è associato il cinetocore, punto di ancoraggio per le fibre del fuso mitotico.

L'apparato mitotico
L’apparato mitotico è composto dai centrioli, dall’aster e dalle fibre del fuso; permette la migrazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.
Icentriolisono strutture proteiche tubulari coinvolte nella formazione del fuso mitotico e nel completamento della citodieresi.
Nella fase G1 dell’interfase la coppia di cetrioli si separa; nella fase S avviene, invece, la duplicazione dei centrioli in modo che ce ne siano due per ogni cellula figlia. Il centriolo è circondato da ulteriore materiale che nel complesso prende il nome di centrosoma.

Immagine da http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/

L’aster è composto da microtubuli che si irradiano dal centrosoma. Questa struttura compare nella profase e scompare nella telofase.
Le fibre del fuso si propagano dai due poli della cellula. Le fibre del fuso sono composte da microtubuli: consentono l’allungamento della cellula e la divisione dei cromatidi fratelli.

Immagine di microscopia crio-elettronica di un microtubulo. Fonte Wikipedia

LE FASI DELLA DIVISIONE CELLULARE

Ora vediamo le diverse fasi della mitosi. PROFASE Inizia quando i cromosomi diventano visibili al microscopio, in seguito alla condensazione DNA.

Il nucleolo scompare e la membrana nucleare inizia a disgregarsi
I centrioli migrano ai poli opposti della cellula
Si forma il fuso mitotico, al quale si attaccheranno i cromosomi.

Ecco un'immagine riassuntiva:

Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online

Nel primo schema si vedono i centrioli e il nucleo con i cromosomi duplicati e il nucleolo: la cellula si presenta così prima della mitosi.
Nel secondo schema si possono vedere i centrioli che iniziano a migrare ai poli opposti della cellula e i cromosomi, formati dai due cromatidi fratelli, tenuti insieme dal centromero. La membrana nucleare si disgrega.
Infine, nel terzo schema, i centrioli sono correttamente posizionati; inizia la formazione delle fibre del fuso e il processo di disgregazione della membrana nucleare è quasi completo. Il nucleolo è ormai scomparso.

METAFASE A questo punto scompare la membrana nucleare ed i cromosomi si agganciano alle fibre del fuso mitotico in corrispondenza del loro centromero e si allineano in corrispondenza del piano equatoriale (zona centrale della cellula).

Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online

ANAFASE I due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e vengono trascinati ai due poli opposti della cellula dalle fibre del fuso mitotico.

Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online

TELOFASE e CITODIERESI
I cromatidi ai poli della cellula si de-condensano e attorno a ciascun corredo cromosomico si forma una nuova membrana nucleare. Nella citodieresi le due cellule figlie si separano.Il risultato finale è la formazione di due cellule figlie con lo stesso numero di cromosomi della cellula madre (23 coppie, ovvero 46 cromosomi).