Di Ho-Diep Dinh – Aggiornato il 30 agosto 2022

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Per secoli gli scienziati hanno discusso se le cellule potessero formarsi spontaneamente. La teoria cellulare ha risolto questo dibattito, rivelando che solo le cellule esistenti ne danno origine a nuove. La divisione cellulare, o mitosi, è il meccanismo che alimenta la crescita, la riproduzione e la riparazione dei tessuti di ogni organismo vivente.

TL;DR

La divisione cellulare è la pietra angolare della vita e consente agli organismi di crescere, riprodursi e guarire.

Come funziona la divisione cellulare

La divisione cellulare è una sequenza di eventi strettamente regolata. Il ciclo cellulare comprende cinque fasi distinte:

• Interfase – La cellula si prepara duplicando il suo DNA e svolgendo funzioni di routine.
• Profase – I cromosomi si condensano, diventano visibili e si muovono verso i poli opposti.
• Metafase – I cromosomi si allineano ordinatamente lungo l’equatore della cellula.
• Anafase – I cromatidi fratelli si separano, tirati verso le estremità opposte.
• Telofase – Gli involucri nucleari si riformano, i cromosomi si decondensano e la cellula si divide in due cellule figlie.

La mitosi stessa occupa solo una frazione del ciclo complessivo; la maggior parte del tempo viene trascorsa nell'interfase, dove la cellula si prepara per la divisione.

Divisione cellulare come riproduzione

In molti organismi unicellulari, la mitosi funge anche da unico mezzo di riproduzione. Questo processo, noto come fissione binaria, è particolarmente comune tra i batteri, le prime forme di vita sulla Terra. Poiché ai batteri mancano l’energia e i meccanismi per la riproduzione sessuale, la fissione binaria consente loro di colonizzare rapidamente gli ambienti. Tuttavia, poiché ogni discendente è un clone, un improvviso cambiamento delle condizioni può minacciare intere popolazioni.

Promuovere la crescita nella vita multicellulare

Dallo sviluppo embrionale all’età adulta, gli organismi si espandono aumentando il numero di cellule o ingrandendo le singole cellule. All’inizio della vita, le cellule si dividono a ritmi accelerati, creando la struttura iniziale del corpo. Una volta raggiunta la maturità, molte cellule specializzate (ad esempio neuroni, cardiomiociti) perdono la capacità di dividersi e la crescita è limitata all'ipertrofia, ovvero l'allargamento delle cellule esistenti.

Riparazione dei danni ai tessuti

Quando il tessuto viene danneggiato, la matrice extracellulare (ECM) rilascia fattori di crescita che stimolano le cellule vicine a rientrare nel ciclo cellulare. Per le ferite minori, ciò porta ad una rigenerazione efficiente attraverso la mitosi. Al contrario, lesioni gravi spesso provocano tessuto cicatriziale (fibrosi) perché il processo di riparazione non può ripristinare completamente l'architettura originale.

Regolazione della divisione cellulare

Le cellule controllano la divisione attraverso punti di controllo. La maggior parte delle cellule umane riposa nella fase G0 che non si divide. I segnali delle chinasi possono spingere una cellula nel checkpoint G1, avviando la sintesi del DNA. Il checkpoint G2 garantisce che tutto sia pronto prima della mitosi. Anche segnali esterni – come i fattori di crescita delle piastrine durante la guarigione delle ferite – possono stimolare la divisione. L'inibizione del contatto, in cui le cellule smettono di dividersi una volta raggiunta una densità di affollamento, aiuta a mantenere l'architettura dei tessuti.

Conseguenze della divisione incontrollata

Quando le difese falliscono, la mitosi incontrollata può portare al cancro. Le mutazioni nei geni che regolano il ciclo cellulare consentono alle cellule di ignorare i normali segnali di soppressione della crescita. Queste cellule canaglia formano tumori, reclutano nuovi vasi sanguigni e possono metastatizzare, diffondendosi a tessuti distanti. Poiché le cellule tumorali ignorano i segnali regolatori, possono proliferare indefinitamente, compromettendo la normale funzione.