L'ereditarietà dei caratteri e la mitosi

Ciclo cellulare e duplicazione del DNA
Le cellule umane sono dette cellule eucariote e possiamo individuare un ciclo cellulare: si intende una successione di stadi che la cellula attraversa passando, attraverso una divisione cellulare, alla fase successiva. La durata del ciclo dipende dal tipo di cellula e dalle condizioni di crescita: le fasi di crescita cellulare sono controllate da gruppi di proteine che si assicurano che step by step tutto avvenga correttamente. Se i danni, derivanti da un'errata riproduzione cellulare, siano tali da non poter essere riparati la cellula attiva un programma di suicidio e muore (fenomeno detto apoptosi).
Nella riproduzione cellulare, a partire dalla cellula madre, si ha la divisione e la ripartizione del contenuto (DNA) tra le due cellule figlie.

Il DNA è l'unica molecola in grado di duplicarsi: la sua struttura contiene informazioni necessarie per produrre una copia identica di se stessa.

La mitosi ripartisce il DNA nelle cellule figlie
Definiamo la mitosi come l'insieme di eventi che servono per ripartire le copie di DNA nei nuclei delle due cellule figlie (sono cellule eucariote).

composizione di un cromosoma

Si osserva che nel suo complesso il DNA è una molecola lunghissima: se tutte le molecole di DNA di una cellula umana fossero messe in fila queste sarebbero lunghe oltre due metri. Nella realtà il nucleo delle cellule figlie, che contiene il DNA, ha un diametro di meno di 4 micron. Questo è possibile perché le molecole di DNA sono avvolte attorno a delle proteine dette istoni, che favoriscono il piegamento della catena.
Quando la cellula entra nel meccanismo di mitosi, i filamenti di DNA si compattano organizzandosi in cromosomi che sono visibili al microscopio ottico. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi formati da due molecole identiche di DNA ottenute a seguito del processo di duplicazione.
La regione in corrispondenza della quale i due cromatidi si incrociano e si uniscono è detta centromero.
Nel corso della mitosi i due cromatidi si separano per andare uno in ciascuna cellula figlia: in questo modo entrambe le cellule ereditano il corredo cromosomico completo identico alla cellula madre.
La mitosi è un processo continuo che i biologi hanno deciso di suddividere in 4 fasi:

• Profase. I cromosomi (formati ognuno da due cromatidi) si rendono via via distinguibili. Entrando nel dettaglio, la membrana nucleare si dissolve e nel citoplasma si iniziano a formare dei sottili fasci di fibre che si estendono tra le due estremità della cellula.
• Metafase. Ogni cromosoma prende contatto con le fibre attraverso il centromero. I cromosomi vengono trascinati dalle fibre e si allineano sul piano equatoriale della cellula.
• Anafase. I cromatidi di ciascun cromosoma si separano dirigendosi l'uno verso un polo, l'altro verso il polo opposto. È importante ricordare che a questo punto ogni cromatide è in realtà diventato un cromosoma indipendente. Al termine di questa fase ai due poli della cellula si ha lo stesso numero di gruppi di cromosomi.
• Telofase. È la fase conclusiva della mitosi iniziano a scomparire i fasci di fibre e, attorno a ciascun gruppo di cromosomi, comincia a formarsi una nuova membrana nucleare. Si viene a creare una situazione in cui la cellula ha due nuclei con lo stesso corredo di cromosomi. Mano a mano che i fasci di fibre scompaiono, i due nuclei diventano via via più evidenti e i cromosomi, al contrario, sempre meno distinti (inizia a formarsi la cromatina).

Al termine del processo di mitosi, inizia la divisione del citoplasma (citodieresi) per formare le due membrane cellulari che daranno vita alle due cellule figlie.