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La mitosi è la fase del ciclo cellulare in cui i cromosomi condensati migrano al centro della cellula, si separano in due nuclei e la cellula si divide, grazie a un fuso mitotico dinamico. Dopo questo processo, la cellula madre diventa due cellule figlie identiche, ciascuna pronta a crescere e rientrare nel ciclo successivo. (Prospettive di biologia di Cold Springs Harbour, 2014)
Interfase precede la mitosi:il nucleo, i nucleoli e la membrana nucleare rimangono intatti mentre gli organelli producono energia e duplicano materiale genetico, formando cromatidi omologhi legati da un centromero. Non avviene ancora alcuna divisione.
Durante la profase , i cromatidi fratelli diventano visibili, assomigliando ad una X al microscopio. I filamenti di microtubuli si assemblano in un fuso che successivamente separerà i cromatidi. L'involucro nucleare si dissolve, rilasciando coppie di cromosomi nel citoplasma.
In metafase , le fibre del fuso afferrano i centromeri e allineano i cromatidi lungo l'equatore della cellula, la placca metafase. Tutti i cromosomi devono essere attaccati correttamente prima che la divisione proceda. Alcuni modelli inseriscono uno stadio prometafase intermedio.
Anafase segue:le proteine motrici muovono i cromatidi separati verso i poli opposti, mentre la tensione del fuso allunga la cellula.
Durante la telofase , nuovi involucri nucleari si formano attorno ai cromosomi su ciascun polo, i cromosomi iniziano a svolgersi e il fuso mitotico si dissolve. Il citoplasma e gli organelli vengono suddivisi e si forma un solco di scissione (o piastra cellulare nelle piante), completando la citocinesi.
Nella riproduzione asessuata, la mitosi genera due cellule geneticamente identiche, garantendo un rapido mantenimento della popolazione. I punti di controllo durante la mitosi proteggono dagli errori cromosomici, arrestando la divisione in caso di discrepanze.
Al contrario, la riproduzione sessuale si basa sulla meiosi, dove i cromosomi omologhi si accoppiano e si scambiano segmenti genetici, creando diversità genetica e influenzando la variazione fenotipica tra la prole.
Molti microrganismi dipendono dalla mitosi, o da processi correlati come il germogliamento, per prosperare. Negli organismi multicellulari, la mitosi governa il ricambio delle cellule non riproduttive (pelle, muscoli, sangue), facilitando la crescita, la guarigione delle ferite e il rinnovamento cellulare quotidiano.
Alcune specie possono passare dalla modalità asessuata a quella sessuale. Ad esempio, le diatomee si riproducono prevalentemente in modo asessuato ma subiscono una meiosi specializzata per ripristinare le dimensioni delle cellule. Uno studio del 2015 pubblicato su BioMed Central Genomics ha evidenziato che la riproduzione sessuale nelle diatomee non solo migliora la diversità genetica, ma svolge anche un ruolo fondamentale nella restituzione delle dimensioni.
