Mitosi: spiegata semplicemente!

Cos'è la mitosi?

La mitosi descrive il processo di divisione cellulare. La divisione cellulare inizia con il raddoppio del DNA e termina con il distacco della nuova cellula. In questo modo, due cellule figlie identiche vengono create da una cellula madre che contiene le stesse informazioni genetiche. Durante l'intera mitosi, sia la cellula madre che le due cellule figlie che sorgono hanno un doppio (diploide) Set di cromosomi. Oltre all'interfase, la mitosi fa parte del ciclo cellulare e viene utilizzata per moltiplicare le cellule del corpo, come le cellule della pelle. La mitosi può essere suddivisa in diverse fasi e procede sempre allo stesso modo.

Abbandono della mitosi

Il compito della mitosi è la divisione cellulare e quindi la moltiplicazione delle cellule del corpo. Il presupposto per il processo di mitosi è l'interfase precedente, in cui il DNA è raddoppiato. Una cellula madre con un doppio set (diploide) di cromosomi produce due cellule figlie identiche in un processo che è sempre lo stesso. Questi hanno anche un doppio set di cromosomi, che però è costituito da un solo cromatide. Il raddoppio del DNA avviene di nuovo nell'interfase. Tuttavia, la mitosi non si verifica in tutte le cellule del nostro corpo. Si distingue tra cellule del corpo e cellule germinali, che non sono create dalla mitosi ma dalla meiosi. Il risultato della meiosi sono quattro cellule figlie con un semplice set (aploide) di cromosomi pronti per la fecondazione. Un'altra caratteristica speciale sono le cellule che hanno raggiunto una forma altamente specializzata e quindi non si dividono più. Questi includono, ad esempio, cellule nervose o globuli rossi. Tuttavia, la mitosi svolge un ruolo estremamente importante nelle cellule che limitano le superfici, come le cellule della pelle o le cellule di superficie (cellule epiteliali) nel tratto gastrointestinale. Queste cellule devono essere rinnovate regolarmente, che è il compito della mitosi. Il processo costante di mitosi in diverse fasi e diversi punti di controllo all'interno dell'interfase garantisce che non si verifichino errori durante la divisione cellulare.

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Quali sono le fasi della mitosi?

Il ciclo cellulare, responsabile della divisione cellulare e quindi anche della riproduzione cellulare, può essere suddiviso in interfase e mitosi. Nell'interfase, il DNA viene raddoppiato e la cellula viene preparata per l'imminente mitosi. Questa fase del ciclo cellulare può variare in lunghezza e varia notevolmente a seconda del tipo di cellula. La mitosi è la seconda fase del ciclo cellulare e comporta la divisione del materiale genetico e la formazione di due cellule figlie identiche da una cellula madre comune. Questo processo di divisione cellulare può essere suddiviso in diverse fasi in cui avvengono sempre processi caratteristici. A seconda della fonte, viene fatta una distinzione tra quattro e sei fasi.

All'inizio c'è la profase, in cui i due cromosomi si condensano e nasce anche l'apparato del fuso. Successivamente, i due cromosomi condensati al massimo si allineano sul piano equatoriale, che è descritto come metafase. Tra queste due fasi, alcuni autori citano la fase prometa. Successivamente, i due cromatidi fratelli vengono separati in anafase. Infine, una nuova membrana nucleare si forma nella telofase ei cromosomi si allentano di nuovo. In alcuni libri, la cosiddetta citochinesi è ancora considerata come una fase separata. Durante la citochinesi, il nuovo corpo cellulare si restringe, così che alla fine vengono create due cellule figlie identiche.

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Qual è la metafase?

La metafase fa parte della mitosi e quindi una fase della divisione delle cellule del corpo. È la terza fase della mitosi e segue la fase della prometa. Dopo che i cromosomi si sono condensati e la membrana nucleare si è dissolta, il doppio set di cromosomi è disposto sul piano equatoriale. La metafase è anche l'unica fase della mitosi in cui i cromosomi sono chiaramente visibili al microscopio. Questo perché il DNA ha assunto la sua forma più compatta in questa fase di divisione cellulare. I due cromosomi bicromatidi sono ora uno accanto all'altro sul piano equatoriale della cellula. Questo piano è approssimativamente alla stessa distanza da entrambi i poli delle cellule. Questa posizione è garantita dall'apparato fuso costruito, che separa i cromatidi fratelli l'uno dall'altro nell'ulteriore corso della mitosi.

Cos'è l'anafase?

L'anafase è la quarta fase della mitosi e quindi un passaggio nella divisione cellulare delle cellule nucleate. Dopo che i cromosomi si sono condensati e si sono disposti in metafase sul piano equatoriale, segue l'anafase. In questa fase, i cromatidi fratelli vengono separati l'uno dall'altro dall'apparato del fuso e attirati ai poli cellulari opposti. Pertanto, la divisione cromosomica effettiva inizia nell'anafase. In questo modo, una doppia serie di cromosomi viene creata da una cellula madre originale con una doppia serie di 2 cromosomi cromatidi. Tuttavia, questo ora consiste solo di due cromosomi 1-cromatidi. L'anafase è seguita dalla telofase.

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Cos'è la telofase?

Telophase descrive l'ultima fase della mitosi, in cui le informazioni genetiche delle cellule nucleate vengono condivise per consentire alle cellule di moltiplicarsi. La telofase segue l'anafase. I cromatidi fratelli sono stati portati dal piano equatoriale ai poli cellulari opposti con l'aiuto dell'apparato del fuso. Nella telofase, i cromosomi hanno raggiunto ciascuno il proprio polo cellulare e l'apparato del fuso si dissolve. Allo stesso tempo, un nuovo involucro nucleare si forma dai frammenti della membrana nucleare disintegrata. Questa divisione cromosomica è ora seguita in un ulteriore passaggio dalla citochinesi. Un corpo cellulare si restringe qui, in modo da creare due cellule figlie indipendenti ma identiche.

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Durata della mitosi

La mitosi dura in media circa un'ora, quindi si può parlare di rapida divisione cellulare. Rispetto all'interfase, la mitosi richiede relativamente poco tempo. Inoltre, a seconda del tipo di cellula, l'interfase può durare da alcune ore a diversi mesi o addirittura anni. Le fasi G1 e G0 dell'interfase sono particolarmente responsabili di ciò. Nella fase G1 vengono prodotte varie proteine ​​e organelli cellulari e nella fase G0 la cellula entra in una sorta di modalità dormiente. Molte cellule rimangono nella fase G0 per anni o addirittura decenni.

Qual è il tasso mitotico?

La velocità con cui le cellule si dividono può essere descritta con l'aiuto della velocità mitotica. Ciò consente di trarre conclusioni sulla velocità di riproduzione di alcuni tessuti. Il tasso mitotico viene determinato con l'aiuto di un microscopio. Con un certo numero di cellule, ad esempio 1.000 cellule, si determina quante di esse si trovano in uno stadio mitotico. Il tasso mitotico è espresso in percentuale ed è quindi un dato relativo. Il tessuto che si rinnova particolarmente spesso ha un alto tasso mitotico. Questi includono il midollo osseo, la pelle (epidermide) e la mucosa dell'intestino tenue. Il midollo osseo è responsabile della formazione del sangue e produce continuamente nuovi globuli. Anche la pelle e la mucosa del tratto gastrointestinale vengono regolarmente rinnovate, per cui anche qui si può riscontrare un alto tasso mitotico. Tuttavia, alti tassi di mitosi possono anche indicare tumori maligni in rapida crescita. Queste cellule degenerate sfuggono ai punti di controllo nell'interfase e nella mitosi e possono crescere senza ostacoli. L'aumento del tasso mitotico può anche essere utilizzato come approccio terapeutico, poiché i tumori a crescita rapida sono particolarmente sensibili agli inibitori della mitosi e possono essere trattati con una maggiore possibilità di guarigione.

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Cosa sono gli inibitori della mitosi?

Gli inibitori della mitosi sono sostanze che inibiscono il processo di mitosi. Gli inibitori della mitosi impediscono al nucleo di dividersi e di conseguenza impediscono alle cellule di moltiplicarsi. Queste tossine sono usate come citostatici nel trattamento del tumore. I linfomi e la leucemia in particolare rispondono bene a questa forma di chemioterapia. Il meccanismo dell'inibitore della mitosi consiste nel legarsi alla tubulina, necessaria per costruire l'apparato del fuso. La tubulina è la proteina da cui sono composti i microtubuli dell'apparato del fuso. Se questa proteina non è disponibile a causa del legame di un inibitore della mitosi, non è possibile costruire alcun apparato fuso e il nucleo cellulare non si divide. Tuttavia, gli inibitori della mitosi come gli alcaloidi della vinca oi taxani possono avere effetti collaterali pericolosi che possono danneggiare in particolare il sistema nervoso.

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Qual è la differenza tra mitosi e meiosi?

Sia la mitosi che la meiosi sono responsabili delle divisioni principali, con entrambi i processi che differiscono nel corso e nel risultato. La mitosi crea due cellule figlie identiche con un doppio set (diploide) di cromosomi da una cellula madre. A differenza della meiosi, è necessaria solo una divisione cromosomica. Nel complesso, la mitosi ha la funzione di distribuire l'intera informazione genetica sotto forma di DNA tra due cellule identiche ed è quindi essenziale per la riproduzione cellulare. Al contrario, la meiosi è importante per la formazione delle cellule germinali per la riproduzione sessuale. Poiché le cellule germinali hanno un semplice insieme (aploide) di cromosomi, la meiosi richiede due divisioni nucleari. Nella prima meiosi si forma un doppio set di cromosomi. La seconda divisione equivalente ora separa i cromatidi fratelli l'uno dall'altro, in modo da avere un totale di quattro cellule figlie, ciascuna con un semplice insieme di cromosomi. Pertanto, la mitosi e la meiosi differiscono nel numero di divisioni, nel numero e nel tipo di cellule figlie e nella loro durata. La mitosi richiede circa un'ora per essere completata. La meiosi, d'altra parte, richiede molto più tempo. La sola profase della meiosi dura circa 24 ore (formazione dello sperma) negli uomini e da diversi anni a decenni (formazione e maturazione della cellula uovo) nelle donne.

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Qual è l'interfase?

Oltre alla mitosi, l'interfase è la seconda parte del ciclo cellulare. Si trova sempre tra due divisioni mitotiche e ha compiti diversi. Durante l'interfase, il DNA dimezzato nella mitosi viene nuovamente raddoppiato. Inoltre, c'è una crescita cellulare generale delle due cellule figlie e sono preparate per una nuova mitosi. Proprio come la mitosi, l'interfase può essere suddivisa in più fasi. Immediatamente dopo la mitosi, la fase G1 segue l'interfase. Il doppio set di cromosomi nelle cellule figlie è costituito da un solo cromatide ciascuna. In questa fase le cellule figlie crescono e vengono prodotte molte proteine ​​ed enzimi. La fase successiva è la cosiddetta fase S (fase di sintesi). Qui il DNA è raddoppiato in modo da avere ancora un doppio set di cromosomi, che ora è composto anche da due cromatidi. Nell'ultima fase dell'interfase, la fase G2, entrambe le cellule figlie cresceranno di nuovo e si prepareranno per la prossima mitosi. Le due cellule figlie hanno ora creato nuove cellule madri che possono essere divise in mitosi. L'interfase dura in media circa 18 ore e quindi richiede molto più tempo della mitosi (durata circa un'ora). Due punti di controllo sono importanti nell'interfase, che si trovano nel passaggio dalla fase G1 alla fase S e dalla fase G2 alla mitosi. Qui la cellula e in particolare le informazioni genetiche vengono controllate per eventuali errori. Se viene rilevato un errore, viene corretto prima che la cella si divida. Se l'errore non fosse riconosciuto ed eliminato, continuerebbe a riprodursi in molte cellule attraverso la mitosi.

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