Il processo della mitosi e le sue eccezioni nella divisione cellulare

La mitosi separa il materiale genetico che è stato duplicato durante la sottofase S. Nonostante la mitosi sia un processo continuo, si suddivide in fasi per renderlo più comprensibile.

Profase e formazione del fuso

Durante la profase, il DNA si avvolge molto strettamente, accorciando e ispessendo i cromosomi che quindi diventano visibili se vengono colorati e osservati al microscopio. In questa fase, i cromosomi sono distribuiti a caso all'interno del nucleo, mentre il nucleolo (l'area scura all'interno del nucleo) non è più visibile. Sempre durante la profase, i due centriomi migrano ai poli opposti della cellula e comincia a formarsi il fuso. Il fuso mitotico è un insieme di microtubuli che coordina i movimenti dei cromosomi durante la mitosi. Nelle cellule animali, i centrosomi sono responsabili dell'organizzazione dei microtubuli che costituiscono il fuso.

Prometafase e allineamento dei cromosomi

La prometafase segue la formazione del fuso. L'involucro nucleare e il reticolo endoplasmatico associato si frammentano, permettendo ai microtubuli del fuso di raggiungere i cromosomi. Allo stesso tempo. strutture proteiche chiamate cinetocori si addensano su ciascun centromero connettendo i cromosomi al fuso.

Quando inizia la metafase, il fuso allinea i cromosomi lungo la linea centrale, o piastra equatoriale, della cellula. L'allineamento garantisce che ogni cellula figlia riceva una copia di ciascun cromosoma.

Anaphase e telofase

Nell'anafase si separano i cromatidi fratelli (da questo momento considerati i nuovi cromosomi figli) che si muovono in direzione dei poli opposti della cellula. Il movimento dei cromosomi è il risultato dell'interazione tra fuso e cinetocori. Accorciandosi, i microtubuli del fuso trascinano con loro i cromosomi verso i poli; allo stesso tempo, le fibre del fuso allontanano i poli, allungando la cellula che si sta dividendo. La telofase in un certo senso ripercorre al contrario gli eventi di profase e prometafase. Il fuso si dissolve e i cromosomi cominciano a destra lizzare; a ogni estremità della cellula si formano un involucro nucleare e un nucleolo. Alla fine della telofase la suddivisione del materiale genetico è completa e la cellula contiene due nuclei.

Citodieresi nelle cellule animali e vegetali

Durante la citodieresi, gli organuli e le macromolecole sono distribuiti nelle due cellule figlie, che poi si separano fisicamente, con un processo diverso per piante e animali.

La citodieresi inizia con il solco di separazione, un leggero ripiegamento della membrana intorno alla parte centrale della cellula. Il solco è prodotto da un anello contrattile formatosi all'interno della membrana cellulare. Le proteine si contraggono come un cordoncino che chiude un sacchetto e separano le cellule figlie.

A differenza delle cellule animali, le cellule vegetali sono circondate da pareti cellulari. Una cellula vegetale che si divide deve quindi costruire una nuova parete cellulare che separi le due cellule figlie. La costruzione di una nuova parete ha inizio con la formazione di una piastra cellulare fra le cellule figlie.

Vescicole provenienti dall'apparato di Golgi si spostano lungo i microtubuli, trasportando verso il centro della cellula in divisione il materiale di costruzione della parete: fibre di cellulosa, altri polisaccaridi e proteine. Lo strato di fibre di cellulosa e i materiali che lo circondano costituiscono una parete rigida e robusta che dà forma alla cellula vegetale.

Eccezioni alla citodieresi

Di norma la mitosi è seguita dalla citodieresi, ma esistono eccezioni. Alcuni tipi di alghe verdi e di muffe mucillaginose, per esempio, sono costituiti da enormi cellule con migliaia di nuclei, il prodotto di numerosi cicli di mitosi senza citodieresi.