Mitosi

La mitosi è la riproduzione per divisione equazionale della cellula eucariote.
Il termine viene spesso utilizzato anche per la riproduzione delle cellule procariote, un processo molto più semplice e più correttamente chiamato scissione binaria o amitosi.

La mitosi, nell'uomo, riguarda le cellule somatiche dell'organismo, cioè tutte le cellule tranne quelle che hanno funzione riproduttiva, i gametociti primari, che invece vanno incontro alla meiosi.

La mitosi

Il ciclo cellulare si suddivide in 3 parti: l'interfase, in cui la cellula si prepara alla divisione; la mitosi, periodo di gran lunga più breve in cui la cellula si divide che viene descritto nei particolari in questa pagina; il periodo detto G₀, più o meno definitivo, in cui la cellula si specializza nella sua funzione e non è in grado o non è stimolata a riprodursi.

Il processo inizia con la condensazione della cromatina che avviene grazie alla presenza di proteine istoniche che fungono da centri primari di organizzazione del riavvolgimento del DNA, primo ordine di spiralizzazione, e della topoisomerasi II che, oltre alla sua funzione catalitica, agisce come centro di organizzazione del secondo ordine di spiralizzazione; poi seguono un terzo ordine di cui non si conoscono le proteine implicate e forse è conseguenza della tensione accumulata dalle precedenti spiralizzazioni; poi questo grosso superfilamento viene prima impaccato formando delle anse che poi si riuniscono formando il cromosoma visibile.

La mitosi si svolge in 4 fasi distinte e susseguenti;

Profase
Metafase
Anafase
Telofase

La durata media di questo meccanismo di riproduzione cellulare varia in media, negli organismi superiori, tra le 10 e le 30 ore.

Eventi che precedono la mitosi

Prima della mitosi avviene l'interfase, momento molto importante nella vita della cellula, infatti proprio in questa fase, che si suddivide in G1, S e G2, gli organelli della cellula aumentano e nella fase S il DNA si duplica.

Profase

(pro- = iniziale) I 46 cromosomi (nel caso dell' uomo), si condensano e sono visibili al microscopio ottico sotto forma di doppi bastoncelli basofili, i cromatidi gemelli, che sono agganciati tra loro in un punto centrale detto centromero grazie ad un complesso sistema di interazioni tra il DNA e numerose proteine.
Viene sintetizzato un secondo centrosoma ed entrambi appaiono circondati da una coltre di microtubuli. Il ciclo si potrebbe interrompere in questo punto se alla coltura si aggiungesse la tossina falloidina che impedisce la formazione dei filamenti di microtubuli, questo si fa quando si vogliono visualizzare al microscopio i cromosomi. L'apparato del Golgi, il reticolo endoplasmatico in questa fase si scompongono in piccole vescicolette che si distribuiscono uniformemente in tutto il citoplasma; anche la membrana nucleare, grazie alla sua struttura a doppia membrana si scompone similmente agli organelli citati prima.

Metafase

(meta- = successiva)

I due centrosomi si portano ai poli opposti della cellula ed agiscono come centri di organizzazione microtubulare, catalizzando l'allungamento ed assicurando il corretto orientamento dei microtubuli che andranno a breve a legarsi al centromero di uno dei due cromatidi gemelli. In questa fase si possono verificare degli errori e due microtubuli si possono agganciare allo stesso cromatidio dando poi una cellula figlia mutilata e non vitale. Questa fase viene chiamata anche prometafase, che significa prima parte della metafase.

Le 46 coppie di cromatidi vengono portate nella parte mediana della cellula, formando la "piastra equatoriale" in cui un piano immaginario passante per i centromeri divide le coppie di DNA.

Anafase

(ana- = ulteriore) I cromatidi si dividono in due parti e vengono avvicinati ai poli del fuso centrale, in modo da ripristinare, per ogni polo, il numero originario di cromosomi.

Telofase

(telo- = finale) I cromosomi si despiralizzano. Intorno ai due nuovi complessi cromosomici ricompaiono le membrane nucleari e gli organelli si ricompongono. La telofase si conclude con la citodieresi, che significa divisione della cellula in due; la cellula si divide al centro formando due cellule figlie, esattamente identiche alla cellula madre ma più piccole. Questo avviene grazie ad un anello di actina creatosi al centro della cellula madre che contraendosi stringe la cellula al centro, a questo punto proteine specializzate operano la fusione e la separazione della membrana in punti specifici e le due cellule si separano.

In alcune cellule la telofase non avviene e si accumulano all'interno di uno stesso nucleo di una stessa cellula da due ad alcune decine di corredi cromosomici. Questo tipo di cellule si chiamano plasmodi e l'esempio principe sono i protozoi del genere plasmodium come il plasmodium malariae; anche cellule umane vanno incontro a questo processo o patologicamente, come le cellule tumorali, o fisiologicamente come nel megacariocita e forse (in attesa di una conferma dalla ricerca) in una minoranza di cellule cardiache ed epatiche, anche i macrofagi iperattivati in un granuloma vanno incontro a questa "mitosi mutilata".

Raddoppiamento dei cromosomi

Il nucleo della cellula somatica umana possiede 46 cromosomi, dividendosi questo numero diventerebbe 23, perdendo parte del corredo cromosomico. L'unico modo per scindersi e rimanere allo stesso numero è che la divisione avvenga dopo un raddoppiamento, lasciando due copie di ogni singolo cromosoma.Quindi, il requisito essenziale per una cellula che voglia riprodursi, è il raddoppiamento dei propri cromosomi, che equivale a dire lo sdoppiamento del proprio acido desossiribonucleico (DNA).

Nel periodo della mitosi, la cellula è estremamente vulnerabile, basta un piccolo errore nello sdoppiarsi, dovuto al caso o a cause esterne, e le cellule che ne derivano saranno non vitali.

Differenziazione e maturazione

La differenziazione e la maturazione, sono due processi che si oppongono alla mitosi, che la contrastano e tendono a bloccarla. Più una cellula è immatura e più si divide. Inversamente, una cellula matura, specializzata, ha una ridotta capacità proliferativa.

Processi cellulari

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