Di Kevin Beck – Aggiornato al 30 agosto 2022

Le cellule sono le unità fondamentali di tutti gli organismi viventi, ciascuna delle quali ospita strutture specializzate che svolgono funzioni essenziali, proprio come gli organi di un corpo. Proprio come gli esseri umani progrediscono attraverso fasi di vita distinte (infanzia, fanciullezza, adolescenza, età adulta e vecchiaia), le cellule seguono un ciclo di vita definito con fasi di transizione graduali.

I procarioti (batteri e archaea) sono organismi unicellulari privi di un ciclo cellulare strutturato; semplicemente crescono e si dividono per fissione binaria. Al contrario, gli organismi eucarioti (animali, funghi e piante) sono sottoposti a una serie regolata di fasi del ciclo cellulare.

Fasi fondamentali del ciclo cellulare

Al centro della vita cellulare c’è la riproduzione:ogni cellula si duplica in modo che l’organismo possa crescere, riparare i tessuti e infine produrre prole. Il ciclo cellulare è tradizionalmente suddiviso in due fasi principali:interfase , durante il quale la cellula si prepara alla divisione e alla mitosi (la fase M), in cui il materiale genetico è suddiviso in due nuclei figli.

Panoramica del ciclo cellulare

Durante l'interfase, una cellula si ingrandisce, sintetizza proteine e organelli e replica il suo DNA. Una volta duplicato il genoma, la cellula esegue controlli di qualità prima di entrare nella mitosi, dove i cromosomi duplicati vengono segregati e la cellula si divide in due cellule figlie geneticamente identiche. Poi il ciclo ricomincia.

Sebbene la durata dell'interfase vari ampiamente a seconda dei tipi di cellule e delle condizioni fisiologiche, la mitosi è generalmente breve in confronto.

Interfase:G1, S e G2

L'interfase è composta da tre sottofasi:

• G1 (spazio 1) – La cellula cresce, sintetizza le proteine e produce ATP, preparando il meccanismo per la sintesi del DNA.
• S (Sintesi) – Avviene la replicazione del DNA; i cromosomi si srotolano, esponendo il DNA agli enzimi di replicazione, risultando in cromatidi fratelli uniti al centromero.
• G2 (Gap 2) – La cellula continua a crescere, assembla componenti per la mitosi ed effettua un controllo finale dell'integrità del DNA replicato.

Dopo G2, la cellula passa alla fase M.

Cromosomi e cromatina

I cromosomi sono filamenti compattati di cromatina, costituiti da DNA avvolto attorno alle proteine istoniche. Questo imballaggio stretto consente a ogni cellula di immagazzinare una copia completa del genoma dell’organismo. Gli esseri umani possiedono 46 cromosomi, 23 di ciascun genitore, disposti in 22 coppie omologhe e una coppia di cromosomi sessuali (XX o XY).

Fase M (Mitosi) e Citocinesi

La mitosi è divisa in cinque fasi distinte:

1. Profase – I cromosomi si condensano; il fuso mitotico si forma dai centrosomi; l'involucro nucleare si smonta.
2. Prometafase – I microtubuli del fuso si attaccano ai cinetocori; i cromosomi migrano verso la piastra metafase.
3. Metafase – I cromosomi si allineano sul piano equatoriale della cellula (piastra metafase).
4. Anafase – I cromatidi fratelli si separano e vengono tirati ai poli opposti dalle fibre del fuso.
5. Telofase – Gli involucri nucleari si riformano attorno a ciascun insieme di cromosomi; i cromosomi si decondensano nel loro stato interfasico.

Immediatamente dopo la telofase avviene la citocinesi , la divisione fisica del citoplasma, che dà origine a due cellule figlie, ciascuna con un set completo di cromosomi.

La fase M combinata e la citocinesi rispecchiano la fissione binaria nei procarioti, ma con un nucleo e un apparato del fuso più complesso.