La mitosi è un processo legato alla divisione cellulare. Attraverso la mitosi una cellula si divide in due cellule figlie che risultano geneticamente e morfologicamente identiche tra loro e alla cellula madre. La mitosi è preceduta dalla interfase durante la quale si ha la duplicazione del DNA e dei cromosomi che da 2n divengono quindi 4n. La duplicazione avviene a metà dell'interfase, nel corso della cosiddetta fase S. La fase S è preceduta dalla fase G1, in cui la cellula si accresce e si prepara alla sintesi del DNA, ed è seguita dalla fase G2, durante la quale la cellula continua ad accrescersi e si prepara ad entrare in mitosi. L'insieme dei fenomeni che avvengono durante la divisione cellulare prende il nome di ciclo cellulare. Esso dura dalle 10 alle 24 ore circa a seconda degli organismi.
Fasi della mitosi
Il processo di mitosi consiste nella suddivisione di una cellula in due cellule figlie geneticamente e morfologicamente identiche tra loro e alla cellula originaria. Nel corso del ciclo cellulare, la mitosi si alterna all'interfase, periodo in cui la cellula compie le reazioni metaboliche che ne permettono il mantenimento; avviene successivamente allo stadio S (in cui si verifica la duplicazione del DNA). L'immagine schematizza le 4 fasi della divisione cellulare; è di facile intuizione la forte somiglianza tra lo schema della metafase e l'immagine rappresentata in foto, dove appare una cellula durante la divisione cellulare.
Allo stadio S seguono le quattro fasi tipiche della mitosi. Occorre precisare che nelle alghe e nei funghi non si verifica la disgregazione della membrana nucleare che, invece, si riscontra nelle piante e negli animali; nel primo caso si parla di "mitosi chiusa", nel secondo di "mitosi aperta".
- PROFASE : I filamenti di DNA si organizzano in strutture dall’aspetto di bastoncelli, i cromosomi. Ogni cromosoma possiede una strozzatura, che viene detta centromero. La duplicazione del DNA è già avvenuta. Nella tarda profase (prometafase) il nucleolo scompare.
- METAFASE : La membrana nucleare gradualmente scompare e i cromosomi restano liberi nel citoplasma, mentre i centrioli si sdoppiano e migrano in direzione opposta, formando un fascio di fibre che assume la forma di un "fuso", il cosiddetto fuso mitotico.
Le coppie di cromatidi si muovono su un piano immaginario che taglia a metà la cellula detto piano equatoriale. In questa fase i cromosomi raggiungono il massimo grado di visibilità al microscopio, a causa della loro forte spiralizzazione. Ciò ne facilita l'osservazione. - ANAFASE : Nell’anafase i due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e si spostano uno verso un polo della cellula e l’altro verso il polo opposto. In questo modo ciascuna metà cellula riceve un uguale numero di cromatidi.
- TELOFASE : Ciascun gruppo di cromatidi viene circondato da una nuova membrana nucleare, quindi i cromatidi cominciano a decondensarsi e a formare i due nuclei figli. In ciascuna cellula figlia compare anche il nucleolo. Alla fine di questa fase ciascuna cellula figlia avrà una copia di ciascun cromosoma e, quindi, un patrimonio cromosomico completo.
Alla fine del ciclo cellulare si ha la separazione delle cellule figlie per mezzo del processo chiamato citodieresi. In genere, questo stadio segue le quattro fasi della mitosi; se essa non avviene, dopo successive mitosi si forma una cellula plurinucleata. Nelle cellule animali la separazione avviene per strozzatura delle cellule madri; nelle piante, mediante frapposizione di un setto di separazione.
Mitosi come modalità di riproduzione
Riproduzione di un batterio
Una volta raggiunta una dimensione opportuna, ogni batterio si divide in due cellule identiche, di massa pari a circa la metà di quella originaria. A loro volta, le due cellule figlie si accrescono fino a dividersi ulteriormente. Un batterio si può riprodurre ogni venti minuti circa, proliferando in colonie abbastanza grandi da essere visibili a occhio nudo.
In molti organismi pluricellulari e negli unicellulari, la mitosi rappresenta anche una strategia riproduttiva. Infatti, sistemi di riproduzione asessuata, come la scissione, operata da molti microrganismi, la gemmazione (o divisione ineguale), presente in protozoi che vivono fissi al substrato (come molti peritrichi e suttori, appartenenti ai ciliati), la strobilazione delle meduse, la rigenerazione, si basano su processi mitotici. Per mitosi si formano anche particolari tipi di spore, dette mitospore, cioè cellule che rappresentano forme di resistenza della specie, dalle quali può svilupparsi un nuovo individuo solo quando le condizioni ambientali sono favorevoli.