La mitosi

Uno degli scopi principali per cui una cellula si divide è quello riproduttivo. Negli organismo procarioti e in quelli eucarioti unicellulari la divisione cellulare determina l'aumento del numero d individui di una popolazione; negli organismi pluricellulari questo processo permette sia lo sviluppo dell'intero organismo a partire da una singola cellula ( chiamata zigote), sia la sostituzione e la riparazione dei tessuti danneggiati.

Al momento della divisione ogni cellula deve fornire ad entrambe le cellule figlie una coppia esatta del proprio patrimonio genetico.

Ne batteri la distribuzione alle de coppie il patrimonio ereditario è relativamente semplice, la maggior parte del materiale ereditario è formata da un'unica, lunga molecola di DNA, a cui è associata una certa varietà di proteine. Il cromosoma della cellula si duplica prima che la cellula si divida. Alcuni batteri hanno tempi di divisione compresi tra i 15 e i 30 minuti, come per esempio Escherichia coli, un comune batterio che vive nel nostro intestino. Se nel nostro corpo non fosse presente un sistema immunitario in grado di difenderci, il numero di questi organismi aumenterebbe in modo velocissimo.

Il ciclo cellulare negli organismi eucarioti

Il meccanismo di divisione cellulare e distribuzione dei cromosomi è ingegnoso ed elaborato. Nel processo di divisione del nucleo chiamato mitosi, ciascuno dei due nuclei che si formano riceve un completo assetto cromosomico, mediante una serie di eventi, o fasi, al cui termine avviene la citodieresi, ossia la separazione delle due cellule figlie,ognuna col proprio citosol e i propri organuli. Sebbene mitosi e citodieresi siano gli eventi culminanti della divisione cellulare, esse rappresentano solo due stadi di un processo ben più complesso: il ciclo cellulare, che comprende anche le fasi G1, S e G2 ( chiamate nel loro insieme interfase).

All'inizio della mitosi i cromosomi si addensano ,poiché durante la fase S del ciclo cellulare, il DNA si è duplicato producendo una coppia di se stesso, ogni cromosoma è costituito ora da due strutture a bastoncino di materiale genetico identico: questi bastoncini, detti cromatidi sono uniti tra loro in una regione detta centromero.

Nella prima fase mitotica, abbiamo la formazione del fuso, una struttura formata da fibre di natura proteica (chiamati microtuboli) che assume una struttura tridimensionale; le fibre del fuso mitotico hanno la funzione di separare i due cromatidi uguali, trascinandoli in direzioni opposte. Nelle cellule animali, ciascun polo del fuso si posiziona in genere una coppia di particolari organuli, i centrioli. Dai centrioli partono altre fibre che nel loro complesso prendono il nome di aster; le fibre dell'aster fissano i poli del fuso alla membrana cellulare durante il processo mitotico. Nelle cellule vegetali, che sono prive di centrioli, l'aster non si forma ma una funzione simile può essere svolta dalla parete cellulare rigida.

Il processo vero e proprio di mitosi inizia al termine dell'interfase e viene comunemente diviso in: profase, metafase, anafase e telofase.

La citodieresi è un processo di divisone del citoplasma che normalmente segue la mitosi; essa inizia in genere verso la fine della telofase mitotica e suddivide il citoplasma e gli organuli in parti uguali. La citodieresie delle cellule animali differisce per alcuni aspetti da quella delle cellule vegetali.
Nelle cellule animali, all'inizio della telofase, la membrana cellulare comincia a restringersi lungo la circonferenza della cellula, nella zona corrispondente all'equatore del fuso. In seguito appare un solco sulla superficie che a poco a poco diventa più profondo, alla fine la connessione tra le cellule figlie si riduce a un sottile filamento che presto s strozza del tutto.

Nelle cellule vegetali il citoplasma è diviso lungo la linea mediana di una serie di vescicole prodotte dagli apparati di Golgi e contenente polisaccaridi. Queste vescicole si radunano e si fondono fra loro per dare origine a uno spazio appiattito limitato da membrane, la piastra cellulare, ai lati di questa piastra si formano le due nuove pareti cellulari.

LA MITOSI E IL CANCRO

Alcuni organismi unicellulari passano in continuazione attraverso successivi cicli cellulari,ad esempio le cellule staminali emopoietiche, che si dividono costantemente per dare origine ai globuli rossi del sangue. I globuli rossi in media vivono soltanto 120 giorni. Sono prodotti dalla divisione delle cellule staminali, insieme ad alcune cellule molto specializzate, come gran parte delle cellule nervose perdono la capacità d dividersi una volta raggiunta la maturità, le cellule del fegato normalmente non si dividono, ma se una parte ne viene  asportata chirurgicamente, le cellule restanti continuano a duplicarsi fino a che il fegato non raggiunge nuovamente la sua grandezza normale. 

Il cancro detto anche tumore maligno, è prodotto da una crescita incontrollata e progressiva di cellule anomale per forma, dimensioni e patrimonio genetico; questo ammasso di cellule, che si forma perché il meccanismo di controllo del ciclo cellulare è difettoso, invade e distrugge i tessuti adiacenti. Non tutti i tumori sono maligni: alcune volte si verifica una crescita incontrollata di cellule che dà origine ad un ammasso incapace di invadere altri tessuti. Generalmente vengono chiamati tumori benigni, possono essere rimossi chirurgicamente.

Se un tumore maligno non viene diagnosticato in tempo e prontamente rimosso mediante intervento chirurgico o terapie non invasive, alcune cellule cancerose possono staccarsi dalla massa d'origine e, attraverso la circolazione sanguigna, raggiungere altri organi; n questo caso, esse potrebbero dare origini a tumori secondari o metatasti.

Fra le terapie non invasive più frequentemente utilizzate vi sono la chemioterapia e la radioterapia.

La chemioterapia, ovvero la cura mediante farmaci, utilizza prodotti antimotici ( che bloccano la mitosi) in grado di arrestare la proliferazione incontrollata delle cellule cancerose. Tra i primi farmaci utilizzati vi era la colchicina che ha la capacità di bloccare la formazione del fuso mitotico. In seguito alla somministrazione di colchicina  non si verifica la separazione dei cromosomi e il processo mitotico si arresta.

La radioterapia, invece,consiste nell'impiego di radiazioni che possono avere affetto su particolari tipi di tumori non trattabili chirurgicamente. A volte la terapia chirurgica, al chemioterapia e la radioterapia vengono utilizzate contemporaneamente per aggredire a malattia u più fronti.

Attualmente i casi di cancro sono in aumento, anche a causa dell'inquinamento ambientale.