La divisione cellulare: mitosi e meiosi

La regolazione del ciclo avviene durante l'ultima parte della fase G1, e coinvolge un certo numero di fattori interagenti.

Quando la cellula è in interfase i cromosomi sono visibili solo come sottili filamenti di materiale filiforme (cromatina).

Quando inizia la mitosi diventano visibili al microscopio ottico i cromosomi che si sono condensati e duplicati precedentemente durante la fase S.

In questi primi stadi della mitosi i cromosomi sono formati da coppie di cromatidi identici tenuti uniti dal centromero.

Contemporaneamente, si forma il fuso: nelle cellule animali si forma tra i centrioli man mano che essi si separano.

Nelle cellule sia animali sia vegetali la struttura del fuso è formata di fibre che si estendono dai poli verso il piano equatoriale della cellula;
altre fibre sono attaccate ai cromatidi all'altezza dei cinetocori, strutture proteiche associate ai centromerí.

La profase termina con la rottura della membrana nucleare e la scomparsa dei nucleoli.

Durante la metafase le coppie di cromatidi, manovrate dalle fibre del fuso, si portano verso il centro della cellula; al termine della metafase sono disposte sul piano equatoriale.

Durante l'anafase le coppie di cromatidi si separano e ogni cromatidio, ora un cromosoma indipendente, si muove verso uno deì due poli opposti.

Durante la telofase intorno a ogni gruppo di cromosomi si forma una membrana nucleare.

Il fuso comincia a scomparire, i cromosomi si despiralizzano e diventano di nuovo distesi e diffusi e i nucleoli ricompaiono.

Nelle cellule animali la citodieresi è prodotta da una strozzatura della membrana cellulare posta tra i due nuclei.

Nelle cellule vegetali il citoplasma è suddiviso grazie alla fusione di vescicole che formano la piastra cellulare, all'interno della quale è successivamente costituita la parete cellulare.

In entrambi i casi il risultato è la produzione di due nuove cellule separate.

In seguito alla mitosi ogni cellula riceve una copia esatta del cospicuo materiale genetico della cellula madre e, in seguito alla citodieresi, riceve approssimativamente la metà del citoplasma e degli organuli.

La meiosi

La riproduzione sessuata comporta una speciale divisione nucleare, la meiosi.

La meiosi è il processo mediante il quale si producono cellule che hanno un numero aploide di cromosomi (n),e mediante il quale i cromosomi si ridistribuiscono.

L'altro aspetto importante della riproduzione sessuata è la fecondazione, l'unione di cellule aploidi, che dà origine allo zigote e ripristina il numero diploide (2n).

Tra i principali gruppi di organismi vi sono caratteristiche differenze circa il momento del ciclo vitale in cui si verificano questi eventi.

All'inizio della meiosi i cromosomi si dispongono in coppie.

Gli elementi accoppiati sono detti omologhi.

Un omologo di ogni coppia è di origine materna e uno è di origine paterna.

Ogni omologo è costituito da due cromatidi identici tenuti uniti dal centromero.

Nei primi stadi della meiosi tra omologhi può verificarsi il crossing over, che consiste in uno scambio di materiale cromosomico.

Nel primo stadio della meiosi 1 gli omologhi si separano.

Si producono due nuclei, ognuno con un numero aploide di cromosomi, a loro volta formati da due cromatidi.

Il nucleo entra in interfase, ma il materiale cromosomico non si duplica.

Nel secondo stadio della meiosi II i cromosomi fratelli si separano, come avviene nella mitosi.

Quando i nuclei si dividono, si formano quattro cellule aploidi.

Tutte le cellule aploidi prodotte per meiosi contengono un assortimento particolare di cromosomi, dovuto tanto al crossing over quanto alla distribuzione casuale degli omologhi.

In tal modo la meiosi è una fonte di variabilità nella discendenza.