Processi delle fasi MC e stadi della mitosi. La divisione cellulare è la mitosi. Argomento: livello cellulare

Ciclo cellulare è il periodo della vita di una cellula da una divisione all’altra. È costituito da periodi di interfase e di divisione. La durata del ciclo cellulare varia nei diversi organismi (per i batteri - 20-30 minuti, per le cellule eucariotiche - 10-80 ore).

Interfase

Interfase (dal lat. Inter- fra, fasi– emergenza) è il periodo che intercorre tra le divisioni cellulari o dalla divisione alla sua morte. Il periodo che va dalla divisione cellulare alla morte è caratteristico delle cellule di un organismo multicellulare che, dopo la divisione, hanno perso la capacità di farlo (eritrociti, cellule nervose, ecc.). L'interfase occupa circa il 90% del ciclo cellulare.

L'interfase comprende:

1) periodo presintetico (G 1) – iniziano i processi intensivi di biosintesi, la cellula cresce e aumenta di dimensioni. È durante questo periodo che le cellule degli organismi multicellulari che hanno perso la capacità di dividersi rimangono fino alla morte;

2) sintetico (S) – DNA e cromosomi raddoppiano (la cellula diventa tetraploide), i centrioli, se presenti, raddoppiano;

3) postsintetico (G 2) – sostanzialmente i processi di sintesi nella cellula si fermano, la cellula si prepara alla divisione.

Avviene la divisione cellulare diretto(amitosi) e indiretto(mitosi, meiosi).

Amitosi

Amitosi – divisione cellulare diretta, in cui non si forma un apparato di divisione. Il nucleo si divide a causa della costrizione anulare. Non esiste una distribuzione uniforme dell’informazione genetica. In natura, i macronuclei (grandi nuclei) dei ciliati e delle cellule placentari nei mammiferi sono divisi dall'amitosi. Le cellule tumorali possono dividersi per amitosi.

La divisione indiretta è associata alla formazione di un apparato di fissione. L'apparato di divisione comprende componenti che assicurano una distribuzione uniforme dei cromosomi tra le cellule (fuso di divisione, centromeri e, se presenti, centrioli). La divisione cellulare può essere divisa in divisione nucleare ( mitosi) e divisione citoplasmatica ( citocinesi). Quest'ultimo inizia verso la fine della fissione nucleare. Le più comuni in natura sono la mitosi e la meiosi. Occasionalmente si verifica endomitosi- fissione indiretta che avviene nel nucleo senza distruzione del suo guscio.

Mitosi

Mitosi è una divisione cellulare indiretta in cui dalla cellula madre si formano due cellule figlie con un identico insieme di informazioni genetiche.

Fasi della mitosi:

1) profase – avviene la compattazione della cromatina (condensazione), i cromatidi si muovono a spirale e si accorciano (diventano visibili al microscopio ottico), i nucleoli e la membrana nucleare scompaiono, si forma un fuso, i suoi fili sono attaccati ai centromeri dei cromosomi, i centrioli si dividono e divergono ai poli della cellula;

2) metafase – i cromosomi sono massimamente spiralizzati e situati lungo l’equatore (nella placca equatoriale), i cromosomi omologhi si trovano nelle vicinanze;

3) anafase – i fili del fuso si contraggono simultaneamente e allungano i cromosomi verso i poli (i cromosomi diventano monocromatici), la fase più breve della mitosi;

4) telofase – si formano la spirale dei cromosomi, i nucleoli e la membrana nucleare, inizia la divisione del citoplasma.

La mitosi è caratteristica principalmente delle cellule somatiche. La mitosi mantiene un numero costante di cromosomi. Aiuta ad aumentare il numero di cellule, quindi si osserva durante la crescita, la rigenerazione e la propagazione vegetativa.

Meiosi

Meiosi (dal greco meiosi- riduzione) è una divisione cellulare a riduzione indiretta, in cui dalla cellula madre si formano quattro cellule figlie, aventi informazioni genetiche non identiche.

Esistono due divisioni: meiosi I e meiosi II. L'interfase I è simile all'interfase prima della mitosi. Nel periodo post-sintetico dell'interfase, i processi di sintesi proteica non si fermano e continuano nella profase della prima divisione.

Meiosi I:

– profase I – i cromosomi si muovono a spirale, il nucleolo e l’involucro nucleare scompaiono, si forma un fuso, i cromosomi omologhi si avvicinano e si uniscono lungo i cromatidi fratelli (come il fulmine in un castello) – avviene coniugazione, formandosi così tetradi, O bivalenti, si forma un crossover cromosomico e le sezioni vengono scambiate - attraversando, allora i cromosomi omologhi si respingono, ma rimangono collegati nelle aree in cui è avvenuto l'incrocio; i processi di sintesi sono completati;

– metafase I – i cromosomi si trovano lungo l’equatore, i cromosomi omologhi – bicromatidi si trovano uno di fronte all’altro su entrambi i lati dell’equatore;

– anafase I – i filamenti del fuso si contraggono e si allungano simultaneamente lungo un cromosoma bicromatoide omologo verso i poli;

– telofase I (se presente) - i cromosomi despirano, si formano un nucleolo e una membrana nucleare, il citoplasma è distribuito (le cellule che si formano sono aploidi).

Interfase II(se presente): la duplicazione del DNA non avviene.

Meiosi II:

– profase II – i cromosomi diventano più densi, il nucleolo e la membrana nucleare scompaiono, si forma un fuso di fissione;

– metafase II – i cromosomi si trovano lungo l’equatore;

– anafase II – i cromosomi, con simultanea contrazione dei fili del fuso, divergono ai poli;

– telofase II – i cromosomi despirano, si formano il nucleolo e la membrana nucleare e il citoplasma si divide.

La meiosi avviene prima della formazione delle cellule germinali. Permette la fusione delle cellule germinali per mantenere costante il numero di cromosomi della specie (cariotipo). Fornisce variabilità combinatoria.

Accompagnato da un dimezzamento del numero di cromosomi. Consiste in due divisioni sequenziali che hanno le stesse fasi della mitosi. Tuttavia, come mostrato in tabella “Confronto tra mitosi e meiosi”, la durata delle singole fasi e i processi che si verificano in esse differiscono in modo significativo dai processi che si verificano durante la mitosi.

Queste differenze sono principalmente le seguenti.

Nella meiosi profase I che dura di più. Cosa succede in esso coniugazione(connessione di cromosomi omologhi) e scambio di informazioni genetiche. In anafase I centromeri, tenendo insieme i cromatidi, non condividere, e una delle omologhemi della mitosi e dei cromosomi delle uova va ai poli. Interfase prima della seconda divisione molto corto, dentro Il DNA non è sintetizzato. Celle ( halites), formati come risultato di due divisioni meiotiche, contengono un set di cromosomi aploidi (singoli). La diploidia viene ripristinata dalla fusione di due cellule: materna e paterna. L'uovo fecondato si chiama zigote.

Mitosi e sue fasi

Mitosi, o divisione indiretta, più ampiamente distribuito in natura. La mitosi è alla base della divisione di tutte le cellule non riproduttive (epiteliali, muscolari, nervose, ossee, ecc.). Mitosiè composto da quattro fasi consecutive (vedi tabella sotto). Grazie alla mitosiè assicurata una distribuzione uniforme dell'informazione genetica della cellula madre tra le cellule figlie. Viene chiamato il periodo di vita cellulare tra due mitosi interfase. È dieci volte più lungo della mitosi. Prima della divisione cellulare hanno luogo numerosi processi molto importanti: vengono sintetizzate molecole di ATP e proteine, ciascun cromosoma si raddoppia formando due cromatidi fratelli, tenuti insieme da un comune centromero, aumenta il numero dei principali organelli del citoplasma.

In profase spirale e di conseguenza i cromosomi si ispessiscono, costituito da due cromatidi fratelli tenuti insieme da un centromero. Entro la fine della profase la membrana nucleare e i nucleoli scompaiono e i cromosomi si disperdono in tutta la cellula, i centrioli si spostano verso i poli e si formano mandrino. Nella metafase si verifica un'ulteriore spirale dei cromosomi. Durante questa fase sono più chiaramente visibili. I loro centromeri si trovano lungo l'equatore. Ad essi sono attaccati i fili del fuso.

In anafase I centromeri si dividono, i cromatidi fratelli si separano gli uni dagli altri e, a causa della contrazione dei filamenti del fuso, si spostano verso i poli opposti della cellula.

In telofase Il citoplasma si divide, i cromosomi si srotolano e si formano nuovamente i nucleoli e le membrane nucleari. Nelle cellule animali il citoplasma è allacciato, in pianta- al centro della cellula madre si forma un setto. Quindi da una cellula originale (madre) si formano due nuove cellule figlie.

Tabella - Confronto tra mitosi e meiosi

Fase	Mitosi	Meiosi
		1 divisione	2 divisione
Interfase	Set cromosomico 2n. C'è una sintesi intensiva di proteine, ATP e altre sostanze organiche. I cromosomi si raddoppiano, ciascuno è costituito da due cromatidi fratelli tenuti insieme da un centromero comune.	Insieme di cromosomi 2n Si osservano gli stessi processi della mitosi, ma più a lungo, soprattutto durante la formazione delle uova.	L'insieme dei cromosomi è aploide (n). Non c'è sintesi di sostanze organiche.
Profase	È di breve durata, si verifica la spiralizzazione dei cromosomi, la membrana nucleare e il nucleolo scompaiono e si forma un fuso di fissione.	Che dura di più. All'inizio della fase si verificano gli stessi processi della mitosi. Inoltre, avviene la coniugazione cromosomica, in cui i cromosomi omologhi si uniscono per tutta la loro lunghezza e si attorcigliano. In questo caso può verificarsi uno scambio di informazioni genetiche (incrocio di cromosomi) - incrocio. I cromosomi poi si separano.	Corto; gli stessi processi della mitosi, ma con n cromosomi.
Metafase	Si verifica un'ulteriore spirale dei cromosomi, i loro centromeri si trovano lungo l'equatore.	Si verificano processi simili a quelli della mitosi.
Anafase	I centromeri che tengono insieme i cromatidi fratelli si dividono, ognuno di essi diventa un nuovo cromosoma e si sposta ai poli opposti.	I centromeri non si dividono. Uno dei cromosomi omologhi, costituito da due cromatidi tenuti insieme da un centromero comune, si allontana verso i poli opposti.	Succede la stessa cosa della mitosi, ma con n cromosomi.
Telofase	Il citoplasma si divide, si formano due cellule figlie, ciascuna con un corredo diploide di cromosomi. Il fuso scompare e si formano i nucleoli.	Non dura a lungo I cromosomi omologhi finiscono in cellule diverse con un set di cromosomi aploidi. Il citoplasma non sempre si divide.	Il citoplasma si divide. Dopo due divisioni meiotiche si formano 4 cellule con un corredo cromosomico aploide.

Tabella comparativa tra mitosi e meiosi.

La riproduzione cellulare è uno dei processi biologici più importanti ed è una condizione necessaria per l'esistenza di tutti gli esseri viventi. La riproduzione avviene dividendo la cellula originale.

Cellulaè la più piccola unità strutturale morfologica di qualsiasi organismo vivente, capace di autoproduzione e autoregolazione. Il tempo della sua esistenza dalla divisione alla morte o alla successiva riproduzione è chiamato ciclo cellulare.

I tessuti e gli organi sono costituiti da varie cellule che hanno il proprio periodo di esistenza. Ognuno di essi cresce e si sviluppa per garantire le funzioni vitali dell'organismo. La durata del periodo mitotico è diversa: le cellule del sangue e della pelle entrano nel processo di divisione ogni 24 ore e i neuroni sono in grado di riprodursi solo nei neonati, per poi perdere completamente la capacità di riprodursi.

Esistono 2 tipi di divisione: diretta e indiretta. Le cellule somatiche si riproducono indirettamente; i gameti o le cellule germinali subiscono la meiosi (divisione diretta).

Mitosi: divisione indiretta

Ciclo mitotico

Il ciclo mitotico comprende 2 fasi successive: interfase e divisione mitotica.

Interfase(fase di riposo) - preparazione della cellula per un'ulteriore divisione, in cui il materiale originale viene duplicato, seguita dalla sua distribuzione uniforme tra le cellule appena formate. Comprende 3 periodi:

• • Presintetico(G-1) G – dall'inglese gar, cioè gap, è in corso la preparazione per la successiva sintesi del DNA, la produzione di enzimi. Sperimentalmente è stata effettuata l'inibizione del primo periodo, a seguito della quale la cellula non è entrata nella fase successiva.
  • Sintetico(S) è la base del ciclo cellulare. Si verifica la replicazione dei cromosomi e dei centrioli del centro cellulare. Solo dopo la cellula può procedere alla mitosi.
  • Postsintetico(G-2) o periodo premitotico: si verifica l'accumulo di mRNA, necessario per l'inizio dello stadio mitotico stesso. Nel periodo G-2 vengono sintetizzate le proteine ​​​​(tubuline), il componente principale del fuso mitotico.

Dopo la fine inizia il periodo premitotico divisione mitotica. Il processo prevede 4 fasi:

1. Profase– durante questo periodo, il nucleolo viene distrutto, la membrana nucleare (nucleolo) si dissolve, i centrioli si trovano ai poli opposti, formando un apparato di divisione. Ha due sottofasi:
   • Presto- sono visibili corpi filiformi (cromosomi), non ancora nettamente separati gli uni dagli altri;
   • tardi- è possibile rintracciare le singole parti dei cromosomi.
2. Metafase– inizia dal momento della distruzione del nucleolemo, quando i cromosomi si trovano caoticamente nel citoplasma e iniziano appena a muoversi verso il piano equatoriale. Tutte le coppie di cromatidi sono collegate tra loro nel centromero.
3. Anafase- ad un certo punto tutti i cromosomi si separano e si spostano nei punti opposti della cellula. Questa è una fase breve e molto importante perché è durante questa fase che avviene la suddivisione precisa del materiale genetico.
4. Telofase- i cromosomi si fermano, si formano nuovamente la membrana nucleare e il nucleolo. Al centro si forma una costrizione che divide il corpo della cellula madre in due cellule figlie, completando il processo mitotico. Nelle cellule appena formate ricomincia il periodo G-2.

Meiosi: divisione diretta

Meiosi: divisione diretta

Esiste uno speciale processo di riproduzione che avviene solo nelle cellule sessuali (gameti): questo è meiosi (divisione diretta). Una caratteristica distintiva è l'assenza di interfase. La meiosi di una cellula originale ne produce quattro, con un insieme aploide di cromosomi. L'intero processo di divisione diretta comprende due fasi successive, che consistono in profase, metafase, anafase e telofase.

Prima dell'inizio della profase, le cellule germinali raddoppiano il loro materiale iniziale, diventando così tetraploidi.

Profase 1:

1. Leptotene- i cromosomi sono visibili sotto forma di fili sottili, si accorciano.
2. Zigotene- lo stadio di coniugazione dei cromosomi omologhi, di conseguenza si formano bivalenti. La coniugazione è un momento importante della meiosi; i cromosomi si avvicinano il più possibile tra loro per effettuare il crossover.
3. Pachitena- i cromosomi si ispessiscono, si accorciano sempre di più, avviene il crossover (scambio di informazioni genetiche tra cromosomi omologhi, questa è la base dell'evoluzione e della variabilità ereditaria).
4. Diplotena– stadio di filamenti doppi, i cromosomi di ciascun bivalente divergono, mantenendo la connessione solo nella regione dell'incrocio (chiasma).
5. Diacinesi— Il DNA comincia a condensarsi, i cromosomi diventano molto corti e si separano.

La profase termina con la distruzione del nucleolemo e la formazione del fuso.

Metafase 1: i bivalenti si trovano al centro della cellula.

Anafase 1: i cromosomi duplicati si spostano ai poli opposti.

Telofase 1: il processo di divisione è completato, le cellule ricevono 23 bivalenti.

Senza successivo raddoppio del materiale, entra la cellula seconda fase divisione.

Profase 2: si ripetono nuovamente tutti i processi che erano nella profase 1, vale a dire la condensazione dei cromosomi, che si trovano caoticamente tra gli organelli.

Metafase 2: due cromatidi collegati all'incrocio (univalenti) si trovano nel piano equatoriale, creando una placca chiamata metafase.

Anafase 2:- l'univalente è diviso in cromatidi o monadi separati e sono diretti verso diversi poli della cellula.

Telofase 2: Il processo di divisione è completato, si forma l'involucro nucleare e ciascuna cellula riceve 23 cromatidi.

La meiosi è un meccanismo importante nella vita di tutti gli organismi. Come risultato di questa divisione, otteniamo 4 cellule aploidi che hanno la metà del set di cromatidi richiesto. Durante la fecondazione, due gameti formano una cellula diploide a tutti gli effetti, mantenendo il suo cariotipo intrinseco.

È difficile immaginare la nostra esistenza senza la divisione meiotica, altrimenti tutti gli organismi riceverebbero doppi set di cromosomi ad ogni generazione successiva.

Profase. Durante la profase, i cromosomi si condensano e diventano visibili al microscopio ottico. Quando il DNP si compatta, i cromosomi acquisiscono la struttura di fili ben colorati. Il numero di cromosomi è 4n, che corrisponde alla quantità di DNA 4c. A causa dell'inattivazione dei geni nella regione dell'organizzatore nucleolare e dell'inibizione della sintesi dell'RNA in profase, si nota la scomparsa dei nucleoli. L'involucro nucleare si disintegra gradualmente in frammenti e piccole vescicole di membrana. Allo stesso tempo, i centrioli divergono ai poli opposti della cellula.
Nel satellite sede del centriolo madre inizia la formazione dei microtubuli dai quali si formano i filamenti del fuso.

Metafase. Un evento caratteristico della metafase è lo spostamento dei cromosomi sul piano equatoriale del fuso. Qui si trovano rigorosamente regolarmente, formando una placca metafasica (guardando il fuso di lato). Se consideriamo un gruppo di cromosomi in metafase dal lato dei poli del fuso, appare chiaramente una figura somigliante ad una stella (la cosiddetta stella madre). Durante questo periodo è possibile determinare il numero, la forma e la dimensione dei cromosomi (cromosomi D, doppi cromosomi) che compongono la placca metafase.
Entro la fine della metafase le metà longitudinali dei cromosomi (cromatidi fratelli) sono completamente separate, ad eccezione della zona di costrizione primaria.

Per ogni tipo animali caratterizzato da un numero rigorosamente costante di cromosomi nelle cellule somatiche. Per l'uomo è 46. La lunghezza dei cromosomi distingue tra l'alternanza di aree colorate e non colorate. Inoltre, ogni cromosoma ha un modello unico di colorazione differenziale. I cromosomi umani sono divisi in 7 gruppi in base alle loro dimensioni e caratteristiche strutturali (A, B, C, D, E, F, G) e ogni cromosoma ha il proprio numero. L'insieme delle caratteristiche della struttura dei cromosomi, della loro dimensione e numero costituisce quello che viene chiamato cariotipo.

Anafase implica il processo di divergenza dei cromosomi ai poli di una cellula in divisione. Il meccanismo del movimento dei cromosomi è spiegato dall'ipotesi dei filamenti scorrevoli, secondo la quale i filamenti del fuso costituiti da microtubuli, interagendo tra loro e con le proteine ​​contrattili, tirano i cromosomi verso i poli. La velocità di movimento dei cromosomi raggiunge 0,2-0,5 µm/min e l'intera anafase dura 2-3 minuti. L'anafase termina con il movimento di due serie identiche di cromosomi (cromosomi s o singoli cromosomi) verso i poli, dove si uniscono formando figure che assomigliano a stelle in apparenza (se viste dal polo). Queste figure sono chiamate stelle figlie.

Perché stelle cromosomiche si formano su ciascun polo, questo stadio della mitosi è talvolta chiamato stadio della doppia stella (diastero) o stadio delle stelle figlie. Telofase- la fase finale della mitosi, durante la quale i nuclei figli vengono ricostruiti ai poli del fuso. Il riarrangiamento dei cromosomi telofasici ricorda i processi del loro cambiamento nella profase, ma avviene nella direzione opposta. Quando i cromosomi interagiscono con le vescicole di membrana del citoplasma, si forma l'involucro nucleare. Con la transizione dei cromosomi allo stato interfasico si formano nuovi nucleoli. La telofase termina con la divisione del corpo cellulare: citotomia o citocinesi, che porta alla formazione di due cellule figlie.

Parte delle cellule possono uscire dal ciclo riproduttivo ed entrare nel percorso di differenziazione. Alcune cellule possono uscire dal ciclo cellulare nel periodo G1 o dopo il periodo S e rimanere a riposo (periodo Go). Tali cellule a riposo mantengono la capacità di dividersi e possono nuovamente entrare nel ciclo di riproduzione.

Video didattico: la mitosi cellulare e le sue fasi

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Mitosi- Questo è il modo più comune di dividere le cellule eucariotiche. Durante la mitosi, i genomi di ciascuna delle due cellule risultanti sono identici tra loro e coincidono con il genoma della cellula originale.

La mitosi è l’ultima e solitamente la più breve fase del ciclo cellulare. Con la sua fine termina il ciclo vitale della cellula e iniziano i cicli di due cellule appena formate.

Il diagramma illustra la durata delle fasi del ciclo cellulare. La lettera M denota mitosi. Il più alto tasso di mitosi si osserva nelle cellule germinali, il più basso nei tessuti con un alto grado di differenziazione, se le loro cellule si dividono del tutto.

Sebbene la mitosi sia considerata indipendentemente dall'interfase, costituita dai periodi G 1, S e G 2, la preparazione ad essa avviene proprio in essa. Il punto più importante è la replicazione del DNA che avviene nel periodo sintetico (S). Dopo la replicazione, ciascun cromosoma è già costituito da due cromatidi identici. Sono vicini tra loro per tutta la loro lunghezza e collegati al centromero del cromosoma.

Durante l'interfase, i cromosomi si trovano nel nucleo e sono un groviglio di fili cromatinici sottili e molto lunghi, visibili solo al microscopio elettronico.

La mitosi ha una serie di fasi successive, che possono anche essere chiamate stadi o periodi. Nella versione classica semplificata della considerazione si distinguono quattro fasi. Questo profase, metafase, anafase e telofase. Spesso si distinguono più fasi: prometafase(tra profase e metafase), preprofase(caratteristico delle cellule vegetali, precede la profase).

Un altro processo associato alla mitosi è citocinesi, che si verifica principalmente durante il periodo telofase. Possiamo dire che la citocinesi è, per così dire, parte integrante della telofase, oppure entrambi i processi avvengono in parallelo. La citocinesi si riferisce alla separazione del citoplasma (ma non del nucleo!) della cellula madre. Si chiama fissione nucleare cariocinesi, e precede la citocinesi. Tuttavia, durante la mitosi vera e propria, non avviene la divisione nucleare, perché prima uno, quello genitore, si disintegra, poi se ne formano due nuovi, quelli figli.

Ci sono casi in cui si verifica la cariocinesi, ma la citocinesi no. In questi casi si formano cellule multinucleate.

La durata della mitosi stessa e delle sue fasi è individuale e dipende dal tipo di cellula. Di solito la profase e la metafase sono i periodi più lunghi.

La durata media della mitosi è di circa due ore. Le cellule animali generalmente si dividono più velocemente delle cellule vegetali.

Quando le cellule eucariotiche si dividono, si forma necessariamente un fuso di fissione bipolare, costituito da microtubuli e proteine ​​associate. Grazie ad esso, si verifica un'equa distribuzione del materiale ereditario tra le cellule figlie.

Di seguito forniremo una descrizione dei processi che avvengono nella cellula durante le varie fasi della mitosi. Il passaggio ad ogni fase successiva è controllato nella cellula da speciali punti di controllo biochimici, che “controllano” se tutti i processi necessari sono stati completati correttamente. Se ci sono errori, la divisione può o meno fermarsi. In quest'ultimo caso compaiono cellule anormali.

Fasi della mitosi

Profase

Nella profase si verificano i seguenti processi (per lo più in parallelo):

I cromosomi si condensano

I nucleoli scompaiono

L'involucro nucleare si disintegra

Si formano due poli del fuso

La mitosi inizia con l'accorciamento dei cromosomi. Le loro coppie costituenti di cromatidi si muovono a spirale, a seguito della quale i cromosomi si accorciano e si ispessiscono notevolmente. Verso la fine della profase possono essere visti al microscopio ottico.

I nucleoli scompaiono perché le parti dei cromosomi che li compongono (organizzatori nucleolari) sono già a forma di spirale, quindi sono inattivi e non interagiscono tra loro. Inoltre, le proteine ​​nucleolari si disintegrano.

Nelle cellule degli animali e delle piante inferiori, i centrioli del centro cellulare divergono verso i poli della cellula e sporgono centri organizzatori dei microtubuli. Sebbene le piante superiori non abbiano centrioli, si formano anche microtubuli.

I microtubuli corti (astrali) iniziano a divergere da ciascun centro di organizzazione. Si forma una struttura a stella. Non è prodotto nelle piante. I loro poli di divisione sono più ampi, i microtubuli emergono non da una regione piccola, ma da una regione relativamente ampia.

La rottura dell'involucro nucleare in piccoli vacuoli segna la fine della profase.

A destra nella microfotografia i microtubuli sono evidenziati in verde, i cromosomi sono evidenziati in blu e i centromeri cromosomici sono evidenziati in rosso.

Da notare inoltre che durante la profase della mitosi avviene la frammentazione dell'EPS che si frantuma in piccoli vacuoli; L'apparato di Golgi si scompone in singoli dictosomi.

Prometafase

I processi chiave della prometafase si verificano per lo più in sequenza:

Disposizione caotica e movimento dei cromosomi nel citoplasma.

Collegandoli con microtubuli.

Movimento dei cromosomi sul piano equatoriale della cellula.

I cromosomi finiscono nel citoplasma e si muovono in modo casuale. Una volta arrivati ​​ai poli, hanno maggiori possibilità di attaccarsi all’estremità positiva del microtubulo. Alla fine il filamento si attacca al cinetocore.

Un tale microtubulo del cinetocore inizia a crescere, allontanando il cromosoma dal polo. Ad un certo punto, un altro microtubulo si attacca al cinetocore del cromatide fratello, crescendo dall'altro polo di divisione. Anche lei comincia a spingere il cromosoma, ma nella direzione opposta. Di conseguenza, il cromosoma si trova all'equatore.

I cinetocori sono formazioni proteiche nei centromeri dei cromosomi. Ogni cromatide fratello ha il proprio cinetocore, che “matura” in profase.

Oltre ai microtubuli astrali e cinetocore, ci sono quelli che vanno da un polo all'altro, come se espandessero la cellula in una direzione perpendicolare all'equatore.

Metafase

Un segno dell'inizio della metafase è la disposizione dei cromosomi lungo l'equatore, il cosidetto placca metafase o equatoriale. Durante la metafase sono chiaramente visibili il numero dei cromosomi, le loro differenze e il fatto che sono costituiti da due cromatidi fratelli collegati al centromero.

I cromosomi sono tenuti insieme da forze di tensione equilibrate sui microtubuli ai diversi poli.

Anafase

I cromatidi fratelli si separano, ciascuno muovendosi verso il proprio polo.

I poli si stanno allontanando gli uni dagli altri.

L'anafase è la fase più breve della mitosi. Inizia quando i centromeri dei cromosomi si dividono in due parti. Di conseguenza, ciascun cromatide diventa un cromosoma indipendente ed è attaccato a un microtubulo di un polo. I fili “tirano” i cromatidi verso i poli opposti. Infatti i microtubuli vengono smontati (depolimerizzati), cioè si accorciano.

Nell'anafase delle cellule animali non si muovono solo i cromosomi figli, ma anche i poli stessi. A causa di altri microtubuli che si allontanano, i microtubuli astrali si attaccano alle membrane e anche “tirano”.

Telofase

Il movimento dei cromosomi si ferma

I cromosomi si decondensano

Appaiono i nucleoli

La membrana nucleare viene ripristinata

La maggior parte dei microtubuli scompare

La telofase inizia quando i cromosomi smettono di muoversi, fermandosi ai poli. Despirano, diventano lunghe e filiformi.

I microtubuli del fuso vengono distrutti dai poli all'equatore, cioè dalle loro estremità negative.

Un involucro nucleare si forma attorno ai cromosomi mediante la fusione di vescicole di membrana in cui il nucleo materno e l'EPS si disgregano durante la profase. Ad ogni polo si forma il proprio nucleo figlia.

Quando i cromosomi si svolgono, gli organizzatori nucleolari diventano attivi e compaiono i nucleoli.

La sintesi dell'RNA riprende.

Se i centrioli ai poli non sono ancora accoppiati, viene costruita una coppia vicino a ciascuno di essi. Pertanto, in ciascun polo viene ricreato il proprio centro cellulare, che andrà alla cellula figlia.

Tipicamente, la telofase termina con la separazione del citoplasma, cioè la citocinesi.

Citocinesi

La citocinesi può iniziare già nell'anafase. All'inizio della citocinesi, gli organelli cellulari sono distribuiti in modo relativamente uniforme sui poli.

La separazione del citoplasma delle cellule vegetali e animali avviene in modi diversi.

Nelle cellule animali, a causa dell'elasticità, la membrana citoplasmatica nella parte equatoriale della cellula inizia a rigonfiarsi verso l'interno. Si forma un solco che alla fine si chiude. In altre parole, la cellula madre si divide mediante legatura.

Nelle cellule vegetali durante la telofase, i filamenti del fuso non scompaiono all'equatore. Si avvicinano alla membrana citoplasmatica, il loro numero aumenta e si formano fragmoplasto. È costituito da microtubuli corti, microfilamenti e parti dell'EPS. Qui si spostano i ribosomi, i mitocondri e il complesso del Golgi. Le vescicole del Golgi e il loro contenuto all'equatore formano la piastra cellulare mediana, le pareti cellulari e la membrana delle cellule figlie.

Significato e funzioni della mitosi

La mitosi garantisce la stabilità genetica: riproduzione accurata del materiale genetico nel corso di una serie di generazioni. I nuclei delle nuove cellule contengono lo stesso numero di cromosomi contenuti nella cellula madre e questi cromosomi sono copie esatte di quelli genitoriali (a meno che, ovviamente, non si siano verificate mutazioni). In altre parole, le cellule figlie sono geneticamente identiche alla cellula madre.

Tuttavia, la mitosi svolge anche una serie di altre importanti funzioni:

crescita di un organismo multicellulare,

riproduzione asessuata,

sostituzione di cellule di vari tessuti negli organismi multicellulari,

In alcune specie può verificarsi la rigenerazione di parti del corpo.