Divisione cellulare: il ciclo cellulare

La crescita di un organismo avviene grazie all'aumento del numero di cellule attraverso la divisione. I principali metodi di divisione cellulare nel corpo umano sono la mitosi e la meiosi. I processi che avvengono durante questi metodi di divisione cellulare procedono allo stesso modo, ma portano a risultati diversi.

La divisione cellulare mitotica (mitosi) porta all'aumento del numero di cellule e alla crescita dell'organismo. Questo processo garantisce il rinnovamento delle cellule quando si usurano o muoiono. È noto che le cellule epidermiche vivono dai 10 ai 30 giorni, gli eritrociti fino a 4-5 mesi. Le cellule nervose e muscolari (fibre) vivono per tutta la vita di una persona.

Tutte le cellule subiscono cambiamenti durante la riproduzione (divisione) che rientrano nel ciclo cellulare. Il ciclo cellulare è il nome dato ai processi che avvengono in una cellula, dalla divisione alla divisione o dalla divisione alla morte (morte). Il ciclo cellulare distingue tra la preparazione della cellula alla divisione (interfase) e la mitosi (il processo di divisione cellulare).

Nell'interfase, che dura circa 20-30 ore, la velocità dei processi biosintetici aumenta, il numero di organelli aumenta. In questo momento, la massa della cellula e di tutti i suoi componenti strutturali, compresi i centrioli, raddoppia.

Si verifica la replicazione (ripetizione, raddoppio) delle molecole di acido nucleico. Questo è il processo di trasferimento dell'informazione genetica immagazzinata nel DNA originale riproducendola accuratamente nelle cellule figlie. La catena di DNA originale funge da stampo per la sintesi del DNA figlio. Come risultato della replicazione, ciascuna delle due molecole di DNA figlio è composta da una catena vecchia e da una nuova. Durante il periodo di preparazione alla mitosi, le proteine necessarie per la divisione cellulare vengono sintetizzate nella cellula. Al termine dell'interfase, la cromatina nel nucleo è condensata.

La mitosi (dal greco mitos, filo) è il periodo in cui la cellula madre si divide in due cellule figlie. La divisione cellulare mitotica garantisce una distribuzione uniforme delle strutture cellulari, e della sostanza nucleare (cromatina), tra le due cellule figlie. La durata della mitosi varia da 30 minuti a 3 ore. La mitosi si divide in profase, metafase, anafase e telofase.

In profase, il nucleolo si disintegra gradualmente e i centrioli divergono verso i poli della cellula. I microtubuli dei centrioli sono diretti verso l'equatore e, nella regione equatoriale, si sovrappongono.

In metafase, la membrana nucleare viene distrutta e i filamenti cromosomici si dirigono verso i poli, mantenendo una connessione con la regione equatoriale della cellula. Le strutture del reticolo endoplasmatico e dell'apparato di Golgi si disintegrano in piccole bolle (vescicole) che, insieme ai mitocondri, si distribuiscono in entrambe le metà della cellula in divisione. Al termine della metafase, ciascun cromosoma inizia a dividersi in due nuovi cromosomi figli attraverso una fessura longitudinale.

Durante l'anafase, i cromosomi si separano e si muovono verso i poli della cellula a una velocità fino a 0,5 μm/min. Al termine dell'anafase, la membrana plasmatica si invagina lungo l'equatore della cellula, perpendicolarmente al suo asse longitudinale, formando un solco di divisione.

Nella telofase, i cromosomi che hanno divergenza verso i poli della cellula si decondensano, diventando cromatina e inizia la trascrizione (produzione) di RNA. Si formano la membrana nucleare e il nucleolo, e le strutture di membrana delle future cellule figlie si formano rapidamente. Sulla superficie della cellula, lungo l'equatore, la costrizione si approfondisce e la cellula si divide in due cellule figlie.

Grazie alla divisione mitotica, le cellule figlie ricevono un corredo cromosomico identico a quello della cellula madre. La mitosi garantisce la stabilità genetica, l'aumento del numero di cellule e, di conseguenza, la crescita dell'organismo, nonché i processi di rigenerazione.

La meiosi (dal greco meiosis, riduzione) si osserva nelle cellule sessuali. In seguito alla divisione di queste cellule, si formano nuove cellule con un singolo corredo cromosomico (aploide), importante per la trasmissione dell'informazione genetica. Quando una cellula sessuale si fonde con una cellula del sesso opposto (durante la fecondazione), il corredo cromosomico raddoppia, diventando completo, doppio (diploide). Nello zigote diploide (binucleare) formatosi dopo la fusione delle cellule sessuali, sono presenti due corredi di cromosomi identici (omologhi). Ogni coppia di cromosomi omologhi di un organismo diploide (zigote) ha origine dal nucleo dell'ovulo e dal nucleo dello spermatozoo.

A seguito della meiosi delle cellule sessuali in un organismo maturo, ogni cellula figlia contiene solo una delle coppie di cromosomi omologhi delle cellule originali. Ciò è possibile perché durante la meiosi si verificano solo la replicazione del DNA e due divisioni consecutive dei nuclei. Di conseguenza, da una cellula diploide si formano due cellule aploidi. Ciascuna di queste cellule figlie contiene la metà dei cromosomi (23) rispetto al nucleo della cellula madre (46). A seguito della meiosi, le cellule sessuali aploidi presentano non solo un numero dimezzato di cromosomi, ma anche una diversa disposizione dei geni nei cromosomi. Pertanto, il nuovo organismo porta con sé non solo la somma delle caratteristiche dei suoi genitori, ma anche le sue caratteristiche (individuali).

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