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La Mitosi

Caratteristiche e fasi

La mitosi è il processo con cui le cellule si duplicano. Da una cellula madre si generano due cellule figlie esattamente identiche. Non tutte le cellule sono in continua duplicazione. Esistono cellule perenni, come per esempio i neuroni, che dopo essersi differenziati non si duplicano più, altre cellule invece si trovano in uno stato di quiescienza durante il quale non si duplicano, ma possono riprendere da un momento all'altro sotto l'influsso di vari stimoli esterni o genetici. Altre cellule ancora invece sono in continua duplicazione (le cellule staminali per esempio).

Le cellule possono trovarsi in varie fasi di un un ciclo detto ciclo cellulare:

Nella prima fase, G1 (G sta per Gap, che significa intervallo, fase), la cellula è metabolicamente attiva e in accrescimento; da questa fase può prendere due vie: la fase G0, o di quiescienza, in cui la cellula è metabolicamente attiva ma non si riproduce (a meno di stimoli opportuni), e la fase S, cioè la fase di sintesi del materiale genetico.

Come durata, la fase G1 può durare dalle 12 alle 24 ore a seconda del tipo cellulare, la fase S generalmente 6-7 ore. Nella fase S avviene la duplicazione del DNA contenuto nella cellula, in modo che ogni cellula figlia abbia lo stesso corredo genetico. I cromosomi della cellula si duplicano in questa fase, e ogni cromosoma apparirà costituito da due parti identiche tra loro, i cromatidi, uniti in un punto detto centromero.

Singolo cromosoma       Cromosoma sdoppiato nei 2 cromatidi gemelli

Nell'uomo, dotato di 23 coppie di cromosomi, la duplicazione porta quindi a 92 cromosomi prima della mitosi. Dopo la fase S c'è una ulteriore fase, detta fase G2, che dura tra le 4 e le 6 ore, preparatoria alla mitosi vera e propria, la fase M.

L'insieme delle fasi del ciclo cellulare esclusa la mitosi prendono il nome di interfase. Durante l'interfase avviene la duplicazione dei centrioli, strutture a forma cilindrica che contengono 9 triplette di microtubuli disposte in cerchio. Un centriolo può servire in determinate cellule come punto di aggancio per ciglia o flagelli. Durante la fase G2 iniziano ad allungarsi i microtubili, filamenti costituiti da proteine dette tubuline, che partono dai centrioli e si dirigono verso il nucleo della cellula, formando il cosiddetto fuso mitotico.

Possiamo dividere la mitosi in 4 fasi, che nel complesso possono durare tra le 15 e le 30 ore:

1. Profase

I cromosomi iniziano a condensarsi. Il materiale genetico e le proteine che lo tengono assieme (gli istoni) li caratterizza in questa fase in quanto è in grado di essere colorato usando opportuni coloranti. Per questo tale materiale è detto cromatina. Per via di questa condensazione la sintesi di RNA è inibita. Il nucleo inizia a sgretolarsi in vescicole che si fondono col reticolo endoplasmatico. In una fase più avanzata della profase, i cromosomi, sdoppiati in due cromatidi identici, migrano verso il centro della cellula, dove iniziano a legarsi ai microtubuli, che costituiscono il cosiddetto fuso mitotico.

2. Metafase

In questa fase i cromosomi si trovano lungo il piano immaginario che divide in due la cellula, il piano equatoriale o piastra metafasica. Qui si legheranno ai microtubuli del fuso a livello dei loro centromeri. In caso di errato appaiamento dei microtubuli sui centromeri è in questa fase che possono originare errori nella divisione cellulare (che in genere portano ad apoptosi, cioè morte delle cellule figlie).

3. Anafase

I cromatidi gemelli si separano e migrano verso i poli opposti della cellula. Nel processo di separazione dei cromatidi sono implicati sia complessi di proteine, le coesine, che mantengono unito o meno il centromero, sia protenie motrici che, utilizzando ATP come forma di energia, fanno scorrere il centromero sui microtubuli. In questo modo un cromatidio va verso un polo della cellula e l'altro in senso opposto scorrendo lungo il microtubulo, come se da questo fosse trascinato.

4. Telofase

Nella telofase i cromatidi (ora definibili nuovamente cromosomi), giunti ai poli opposti della cellula, iniziano a despiralizzarsi, e i microtubuli si depolimerizzano rimuovendo il fuso mitotico. Si riforma attorno ai cromosomi il nucleo grazie a vescicole che si staccano dal reticolo endoplasmatico. La cellula inizia a restringersi centralmente con una strozzatura sempre maggiore (citocinesi o citodieresi) che porterà le due cellule figlie a staccarsi tra loro ripartendo il citoplasma. Nelle cellule vegetali si può dapprima osservare il fragmoplasto, cioè una serie di vescicole al centro della cellula madre che andranno a costituire la parete tra le due cellule figlie prima della citodieresi vera e propria.