Descrizione dettagliata dei processi di mitosi e meiosi nelle cellule

La mitosi e la meiosi sono dei processi di divisione cellulare. La mitosi serve per l'accrescimento del nostro organismo dal momento in cui siamo stati concepiti fino al momento in cui arriviamo alla maturità sessuale, momento in cui il numero di cellule si stabilizza; per cambiare e rinnovare le cellule che muoiono; per la riparazione dei tessuti lesi. Nei procarioti, le cellule più semplici e primitive, attraverso il processo della mitosi, il batterio si duplica; lo stesso avviene per il suo Dna.

Fasi della mitosi

La prima fase è la profase; è la fase più lunga di tutto il processo mitotico, in cui si verificano fenomeni essenziali per la divisione: innanzitutto la membrana nucleare scompare, i cromosomi prima di diventarlo si trovano sottoforma di cromatina (infatti inizialmente, prima della mitosi, il Dna è spiralizzato). Il Dna spiralizzato, nella profase, si compatta, passando da una struttura di due nanometri a circa 1400 per i due cromatidi -il nanometro è un'unità di misura pari a 10-9-). Così la membrana scompare, si formano i 46 cromosomi e si rendono evidenti. (Gli istomi sono proteine globulari che servono per far compattare il Dna. Otto istomi formano un nucleosoma, che aiuta al Dna ad avvolgersi più agevolmente; in questo modo il Dna forma i cromosomi, legati tra di loro da un centroma). Nella cellula vi sono particolari strutture chiamate centrioli, strutture tubulari disposte ad angolo retto; sono importanti perché nella profase l'unica coppia presente nella cellula si sdoppia: una coppia migra al polo nord, l'altra al polo sud della cellula; poi si espandono formando tanti tubuli che scendono o salgono in direzione dell'equatore della cellula, in modo da formare il fuso mitotico che funge da "ascensore", attirando i cromosomi.

Nella seconda fase, la metafase, che è una fase velocissima, i cromosomi si mettono tutti attaccati per il centromero al fuso mitotico, formando una struttura a stella. Si può bloccare questa fase della mitosi per studiarla al microscopio con alcune sostanze specifiche, come ad esempio, quelle estratte dalle piante (es. la polticina). La terza fase della mitosi è l'anafase, in cui il centromero legato al fuso mitotico incomincia a staccarsi in modo dale che un cromatidio viene tirato verso il basso e l'altro verso l'alto; i tubuli, di conseguenza si accorciano allo stesso momento. In questa fase avviene una strozzatura della cellula verso l'equatore, di modo che la cellula si prepara alla divisione (in questa fase, inoltre, si completa la cariodieresi).

La quarta ed ultima fase della mitosi è la telofase. In quest'ultima fase la cellula si spezza e si formano due cellule che presentano 46 cromatidi per cellula, partendo dalla condizione di cromosomi (infatti, in questa fase, avviene la citodieresi, ossia la divisione cellulare). Avviene dunque che la cellula aumenta di volume nella fase G1 e nella fase S si duplica il Dna (da 46 cromatidi a 46 cromosomi). La mitosi inizia quando un individuo deve accrescere ed, quando questo processo di attiva, intervengono le cosiddette sostanze di crescita; tuttavia vi sono alcune sostanze che fermano questa crescita, come ad esempio il fenomeno dell'inibizione da contatto, ossia il processo che avviene quando le cellule, durante il loro processo di accrescimento, vengono a contatto o tra di loro o con una parete; in questo modo si blocca la mitosi, così come vengono bloccate le sostanze di crescita. La mitosi è quindi un processo di divisione cellulare che avviene in tutte le cellule dell'organismo.

Nella riproduzione asessuata, che avviene principalmente nelle piante, i gameti non vengono a contatto (ad esempio gli cnidari). Invece in quella asessuata i gameti vengono a contatto tra di loro (ad es. il paramecio).

Nelle piante la mitosi avviene attraverso la piastra vegetale che sostituisce il fuso mitotico.

Processo di meiosi

Se da un lato la mitosi coinvolge tutte le cellule dell'organismo, la meiosi avviene in determinate cellule del corpo, quelle del tessuto germinativo. La mitosi è un processo di divisione cellulare che darà origine ai gameti, come ad esempio i testicoli, nei maschi, e le ovaie, nelle femmine. Tuttavia è un processo di divisione anomalo, in quanto la meiosi dimezza il corredo cromosomico e produce cellule diverse tra di loro. Se tutte le nostre cellule hanno 46 cromosomi, ogni gamete ne avrà 23. I cromosomi sono tutti appaiati, tranne l'ultima coppia che è quella che determina il sesso in un individuo. Un cromosoma, infatti, contiene i caratteri della madre, l'altro quelli del padre. Negli organi sessuali avviene il dimezzamento del corredo genetico. I gameti sono aploidi, ovvero formati da 23 cromosomi. Alla fine della meiosi vengono fuori quattro cellule tutte diverse tra loro, in quanto i gameti sono tutti diversi tra di loro. La meiosi avviene quindi nelle gonadi ed è un processo di divisione cellulare composto da quattro fasi, uguali a quelle della mitosi, tuttavia l'unica differenza sta nel fatto che le divisioni sono due, e non una sola.

Fasi della meiosi

La prima prende il nome di meiosi 1 o riduzionale; l'altra meiosi 2 o equazionale. Nella meiosi 1 avviene la riduzione del corredo cromosomico, cioè si passa da 46 cromosomi a 23; gli omologhi si separano in modo fa finire in due cellule diverse. Successivamente i cromatidi si raddoppiano in modo da riformare i cromosomi. La meiosi 1 è composta da quattro fasi: la profase 1, la metafase 1, l'anafase 1 e la telofase 1. La profase 1 è la fase più importante di tutta la meiosi 1: scompare il nucleo, si rendono visibili i cromosomi, compaiono i centrioli, si forma il fuso mitotico e avviene il crossing over. Il crossing over è un particolare processo secondo cui i cromatidi di due cromosomi che si trovano vicini, uniscono e si scambiano il loro Dna a pezzi, in determinate parti, tanto da avere, alla fine del processo, informazioni genetiche diverse da quelle iniziali. Durante la metafase 1 si allontanano i monologhi e ognuno ha il proprio corredo genetico. Durante l'anafase 1 si forma la piastra equatoriale e i cromosomi si legano al centromero.

Alla fine della telofase 1 non vi è bisogno della profase 2 in quanto i cromosomi sono evidenti e si passa direttamente alla metafase 2. Così si formano 4 cellule, tutte diverse, ossia i gameti per l'appunto, che nei maschi queste cellule sono gli spermatozoi, di cui se ne formano 4 ad ogni spermatogenesi, e nella femmina sono le ovaie, che il processo meiotico ne produce solo uno alla volta. La meiosi è molto importante perché con il crossing-over si determina la variabilità genetica.