Mitosi

Le cellule, anche se non tutti i tipi, possono riprodursi in modo asessuale e creare due cellule figlie da una sola cellula madre grazie alla mitosi, un processo delicatissimo e dispendioso che necessita una lunga preparazione da parte della cellula madre, che deve duplicare tutti i suoi organelli e il DNA. Le cellule di mammiferi impiegano da 18 a 24 ore a completare un ciclo di mitosi, mentre i lieviti ci mettono 90 minuti. Alcune cellule come fibroblasti, epatociti e cellule del rene si dividono occasionalmente, mentre i neuroni di animali adulti smettono di farlo.

Tra una mitosi e l’altra c’è un periodo detto Interfase, un periodo di intensa attività della cellula in cui (nelle fasi G) vengono sintetizzate proteine e la cellula accresce la propria massa.

L’interfase comprende tre fasi del ciclo cellulare:

  • FASE G1 (Gap 1) in cui la cellula monitora l’ambiente esterno ed interno per accertarsi che le condizioni siano adatte a procedere con la fase successiva o se sia meglio attendere
  • FASE S (Sintesi) in cui viene replicato il DNA. Una volta che è replicato, le due copie identiche (cromatidi fratelli) restano uniti saldamente mediante coesine
  • FASE G2 (Gap 2) anche questa fase è di monitoraggio

È anche presente un sistema di controllo del ciclo cellulare (ad opera della proteina chinasi che vengono attivate e disattivate al momento opportuno da cicline) che decide se le condizioni sono sfavorevoli in modo tale da rallentare le fasi G, entrare in una fase di quiescenza (G0) o continuare la replicazione del DNA se questo è danneggiato.

Finita l’interfase, il primo segno dell’entrata nella mitosi è la condensazione dei cromosomi, formato da due cromatidi. I centrosomi devono essere duplicati in modo che ogni cellula figlia ne abbia uno e possa tirare a sé i cromosomi grazie alle fibre che formano il fuso mitotico.

La mitosi si divide nelle seguenti fasi: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase.

Profase

  • I cromosomi sono visibili, formati da due cromatidi fratelli uniti dal centromero
  • I due centrosomi organizzano il fuso mitotico formato da microtubuli che si polimerizzano e depolimerizzano di continuo in tutte le direzioni
  • Si formano i cinetocori a livello dei centromeri (punti in cui i microtubuli si attaccheranno ai cromosomi, caratterizzati dalla sequenza CEN)

Prometafase

  • Questa fase comincia con la disgregazione dell’involucro nucleare perché si disassemblano i filamenti intermedi della lamina nucleare
  • Entrambi i cromosomi prendono contatto con il fuso mitotico in punti specifici (cinetocori). Questa tensione da entrambe le parti indica che i cromosomi possono staccarsi in sicurezza.

Metafase

  • I cromosomi si allineano sulla piastra metafasica.

Anafase

  • Anafase A: i cromosomi vengono tirati e segregati a partire dal centromero facendo staccare le coesine perché sono i microtubuli a depolimerizzarsi
  • Anafase B: i cromosomi vengono ancora allontanati perché i poli del fuso si allontanano perché le chinesine e le dineine allontanano tra loro i microtubuli interpolari; mentre le proteine sui microtubuli astrali (che sono attaccati alla cortex cellulare) tirano i poli.

Telofase

  • Il fuso mitotico si disgrega
  • Cromosomi si decondensano
  • Compaiono i nucleoli
  • Si organizza l’involucro nucleare con lamine nucleari e pori nucleari
  • Avviene la citodieresi. Il primo segno del fatto che sta avvenendo è la formazione di un solco perpendicolare al fuso mitotico nella membrana plasmatica (durante l’anafase). Ciò avviene perché i microtubuli astrali e interpolari segnalano alla cortex di formare un anello contrattile (di actina e miosina) a metà strada tra i poli del fuso.

 

Fonte: Karp, G., 2015, Biologia cellulare e molecolare, Edises

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