Come si dividono le cellule

Prima di dividersi, una cellula umana copia tutti i suoi 46 cromosomi, così ogni nuova cellula riceve una serie completa.

Una cellula, due cellule

Un ginocchio sbucciato guarisce perché le cellule vicine alla ferita si dividono e riempiono il vuoto. La teoria cellulare dice che ogni cellula deriva da una cellula, e questa unità mostra come. Il ciclo cellulare è la serie ordinata di eventi in cui una cellula cresce, copia il suo DNA e si divide in due cellule figlie geneticamente identiche. Ha due fasi principali: l'interfase e la fase mitotica.

Interfase: la preparazione

Una cellula passa quasi tutta la vita in interfase, che ha tre stadi. In G1, il primo intervallo, la cellula al microscopio sembra tranquilla, ma è impegnata ad accumulare materiali ed energia. Nella fase S, di sintesi, copia ogni cromosoma. Ogni copia resta unita all'originale in un punto chiamato centromero; le due copie si chiamano cromatidi fratelli. Nelle cellule animali viene copiato anche il centrosoma. In G2, il secondo intervallo, la cellula ricarica le riserve di energia, produce le proteine che servono a spostare i cromosomi e completa i preparativi.

Non tutte le cellule continuano il ciclo. Alcune ne escono e restano a riposo in una fase chiamata G0. Alcune ci restano solo finché le condizioni migliorano o arriva un segnale. Altre, come le cellule mature del muscolo cardiaco e le cellule nervose, restano in G0 per sempre e si dividono raramente o mai.

La mitosi in cinque passi

La fase mitotica comincia con la mitosi, la divisione del nucleo. I biologi distinguono cinque stadi, anche se la cellula li attraversa in un unico processo continuo. Nella profase i cromosomi si spiralizzano e diventano visibili, l'involucro nucleare comincia a disgregarsi, il nucleolo scompare e i due centrosomi si spostano verso le estremità opposte, mentre tra loro crescono le fibre del fuso. Nella prometafase le fibre del fuso si attaccano a ogni cromosoma in una zona di proteine chiamata cinetocore. Nella metafase tutti i cromosomi si allineano al centro della cellula. Nell'anafase i cromatidi fratelli vengono separati, ognuno ora è un cromosoma a sé, e tirati verso i poli opposti, e la cellula si allunga. Nella telofase i cromosomi arrivano ai poli e si despiralizzano, e attorno a ogni serie si forma un nuovo involucro nucleare.

Dividere il citoplasma

La citodieresi divide il resto della cellula. In una cellula animale un anello di filamenti di actina appena sotto la membrana si stringe attorno al centro come un cordoncino. Forma un solco, il solco di divisione, che si approfondisce finché la cellula si strozza in due. Una cellula vegetale non può strozzarsi, perché ha una parete rigida. Al suo posto, vescicole dell'apparato di Golgi si raccolgono al centro, si fondono in una struttura chiamata piastra cellulare e crescono verso l'esterno finché una nuova parete separa le due cellule figlie. Se un nucleo si divide ma il citoplasma no, si ottiene una cellula con più di un nucleo.

Contare aiuta. Una cellula del corpo umano ha 46 cromosomi. Dopo la fase S ha ancora 46 cromosomi, ma ognuno è formato da due cromatidi fratelli, quindi i cromatidi sono 92. Nell'anafase questi 92 cromatidi si separano, 46 verso ciascun polo, e ogni cellula figlia finisce con 46 cromosomi, come la cellula madre. Dal 1879 Walther Flemming colorò cellule in divisione e vide i cromosomi dividersi per il lungo, e nel suo libro del 1882 chiamò l'intero processo mitosi.