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La citocinesi è lo stadio finale della divisione cellulare nelle cellule eucariotiche, in cui il citoplasma si divide per formare due cellule figlie geneticamente identiche. Segue i processi di mitosi o meiosi e comporta la formazione di un solco di scissione nelle cellule animali o di una placca cellulare nelle cellule vegetali.
I cromosomi sono complessi DNA-proteine filiformi alloggiati nel nucleo degli eucarioti diploidi. Portano le istruzioni genetiche che vengono replicate e distribuite alle cellule figlie durante la divisione. Il numero di coppie di cromosomi varia a seconda della specie:gli esseri umani hanno 23 paia (46 in totale), i cani 39 paia, il riso 12 paia e i moscerini della frutta solo 4 paia.
Il centromero è la regione ristretta di un cromosoma che si attacca ai microtubuli del fuso, garantendo un'accurata segregazione dei cromatidi fratelli. I telomeri, situati alle estremità dei cromosomi, sono sequenze ripetitive di DNA che proteggono dalla degradazione durante la replicazione. L'accorciamento dei telomeri può innescare la senescenza cellulare.
Il citoplasma è la matrice semifluida che circonda il nucleo, contenente organelli, enzimi e molecole solubili. È diviso in endoplasma (centrale, ricco di organelli) ed ectoplasma (periferico, gelatinoso). Durante la citocinesi, il citoplasma viene ripartito tra le due cellule nascenti.
La divisione cellulare procede attraverso l'interfase (crescita e replicazione del DNA) seguita dalla fase M, che comprende profase, metafase, anafase, telofase e citocinesi. Nell'interfase la cellula si prepara alla divisione; in profase la cromatina si condensa; la metafase allinea i cromosomi; l'anafase separa i cromatidi fratelli; la telofase riforma gli involucri nucleari; la citocinesi divide fisicamente la cellula.
La citocinesi animale inizia con la formazione di un solco di scissione, guidato da un anello contrattile di actina-miosina. L'anello si contrae finché la membrana plasmatica non si stacca, completando l'abscissione. Il passaggio finale prevede la fusione della membrana per separare completamente le due cellule figlie.
Le cellule vegetali, racchiuse in una parete cellulare rigida, non possono formare un solco. Invece, un fragmoplasto si assembla tra i cromosomi che si separano, trasportando vescicole che trasportano i materiali della parete cellulare per formare una nuova piastra cellulare. Una volta che la piastra cellulare matura, le due cellule vengono sigillate da una nuova parete cellulare e membrana.
La citocinesi simmetrica produce cellule figlie di uguali dimensioni e contenuto di organelli, comuni nelle divisioni mitotiche delle cellule somatiche e nella meiosi maschile (spermatogenesi). La citocinesi asimmetrica produce cellule di dimensioni diverse, come osservato nella meiosi femminile (oogenesi), dove risultano un grande ovulo e diversi piccoli corpi polari.
La citocinesi è un processo finemente sintonizzato che garantisce che ogni cellula figlia erediti i componenti cellulari e il materiale genetico corretti. Comprenderne i meccanismi, in particolare la distinzione tra cellule animali e vegetali, fornisce informazioni sulla crescita, lo sviluppo e la riproduzione dell'albero della vita.
