All'inizio della storia della biologia, gli scienziati hanno creduto che le cellule si presentassero spontaneamente. Con lo sviluppo della teoria cellulare, le persone hanno finalmente capito che solo le cellule possono generare altre cellule. In effetti, due categorie che definiscono qualcosa come vivente o no sono la crescita e la riproduzione, entrambe le funzioni della divisione cellulare. La divisione cellulare, chiamata anche mitosi, si verifica in tutti gli esseri viventi. Man mano che gli esseri viventi crescono, alcune cellule muoiono o si danneggiano e necessitano di rimpiazzi. Alcuni organismi unicellulari usano un tipo di mitosi come unica forma di riproduzione. Negli organismi multicellulari, la divisione cellulare consente agli individui di crescere e cambiare espandendo il numero di cellule totali.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La divisione cellulare è centrale per l'organismo crescita, riproduzione e riparazione tissutale.

Processo di divisione cellulare

La mitosi occupa solo una piccola parte del ciclo cellulare. La divisione cellulare consiste di cinque fasi. Durante l'interfase, che comprende la maggior parte del ciclo cellulare, la cellula non realizza molto di nulla se non di duplicare il suo materiale genetico, o DNA. La profase vede i cromosomi ispessirsi e spostarsi verso le estremità opposte della cellula. I cromosomi formano una linea al centro della cellula durante la metafase. L'anafase avviene quando i cromosomi si separano mentre la cellula si pizzica nel mezzo. La telofase annuncia la fine della mitosi, in cui l'involucro nucleare si riformula attorno ai cromosomi che si assottigliano e le due cellule figlie si separano completamente.

Riproduzione cellulare

Nelle forme di vita più primitive, la divisione cellulare serve come mezzo di riproduzione. La divisione cellulare ai fini della riproduzione, chiamata fissione binaria, si verifica in organismi che non hanno evoluto la riproduzione sessuale o non hanno alcuna utilità per il sesso. La fissione binaria si è evoluta relativamente presto nello schema evolutivo della vita. I batteri, una delle prime forme di vita sulla Terra, impiegano la fissione binaria perché non possono risparmiare l'energia extra necessaria per trovare compagni, fabbricare cellule sessuali o prendersi cura della prole. I batteri si moltiplicano molte volte per formare colonie di organismi geneticamente simili tra loro. Poiché tutti gli individui sono cloni l'uno dell'altro e l'adattamento avviene lentamente, qualsiasi potenziale cambiamento nell'ambiente può sradicare l'intera colonia.

Crescita cellulare

Gli organismi crescono aumentando le dimensioni delle cellule o aumentando la cellula numero. Mentre un organismo multicellulare è nelle sue prime fasi di sviluppo, le cellule si dividono a velocità accelerata per aumentare le dimensioni dell'organismo. Le cellule continuano a dividersi per aumentare la dimensione dell'organismo finché l'organismo non raggiunge l'età adulta. A questo punto, molte cellule come i nervi o le cellule del muscolo cardiaco non possiedono più la capacità di dividere. La crescita in queste cellule avviene solo a seguito di aumenti normali o patologici delle dimensioni delle cellule.

Riparazione delle cellule

Quando si verifica una lesione ai tessuti, il sito della lesione diventa un focolaio di attività. Le sostanze chiamate "fattori di crescita" presenti nella matrice extracellulare - le strutture che supportano le cellule - stimolano la riparazione dei tessuti. L'ECM contiene materiali come acqua, minerali e composti necessari per riparare le ferite. Con lesioni lievi, l'ECM consente al tessuto di rigenerarsi attraverso la mitosi senza conseguenze negative. Con lesioni gravi, non si verifica la rigenerazione e invece si verifica la fibrosi o la cicatrizzazione.

Controllo della divisione cellulare

La divisione cellulare di solito si limita, in particolare a determinati punti di controllo durante il ciclo cellulare. La maggior parte delle cellule del corpo umano esiste nello stadio G0 dell'interfase, che denota lo stato delle cellule non divisorie. Una cella continuerà nel ciclo mitotico se riceve un segnale al punto di controllo G1 dicendogli di dividere. Le sostanze chimiche chiamate chinasi fungono da questi segnali. Se il ciclo cellulare procede al punto di controllo G2, i fattori di promozione della maturazione spingono la cellula verso la mitosi. Quando si verifica una lesione, le piastrine - fattori di coagulazione - producono fattori di crescita derivati ​​dalle piastrine che causano la divisione delle cellule chiamate fibroblasti, promuovendo così la guarigione. Le cellule tipicamente smettono di dividersi una volta che entrano in contatto con altre cellule o formano un allegato all'ECM.

Quando la divisione cellulare va male

A volte, la mitosi diventa incontrollata e il cancro si manifesta. Le cellule tumorali non aderiscono più a segnali che cessano la mitosi. Queste entità anomale molto probabilmente derivano da mutazioni nei geni che controllano la divisione cellulare. Le cellule tumorali non si comportano come o assomigliano a cellule normali. Le cellule insolite stimolano la crescita dei vasi sanguigni per nutrirsi. A volte, queste cellule possono liberarsi dal cluster originale, o dal tumore, e viaggiare attraverso il flusso sanguigno per creare un nuovo tumore in un altro sito. Dato tutto ciò di cui hanno bisogno per sopravvivere, le cellule tumorali possono continuare a dividersi per sempre, affollandosi a vicenda e ignorando tutti i segnali per fermare la mitosi.