Mitosi delle cellule eucariote

Nelle cellule eucariote c'è maggior variabilità nella lunghezza del ciclo cellulare. Alcune, come le cellule di lievito, si duplicano in breve tempo; altre cellule, animali e vegetali, necessitano di 10-20 ore; altre ancora, come le cellule nervose e quelle del muscolo striato, non hanno un processo di duplicazione; in esse vi è sintesi di RNA, proteine e membrana, ma il DNA non si duplica più. La duplicazione del DNA e la sintesi delle proteine, gli istoni che concorrono a formare i cromosomi, avvengono nella fase sintetica (S).

In questo periodo ciascuna molecola a doppia elica di DNA si replica in due molecole figlie identiche. Gli istoni e le altre proteine cromosomiche si legano velocemente al DNA neoformato. La fase S è preceduta dalla fase G1, dove il DNA si prepara a duplicarsi, e seguita dalla G2, nella quale la cellula contiene due copie di ciascun DNA, e tutte e tre costituiscono l'interfase. Alla fine della fase G2 la cellula si divide, entrando nella fase di mitosi. Durante l'interfase i cromosomi non sono visibili al microscopio ottico: il complesso DNA-proteine, chiamato cromatina, è disperso nel nucleo.

All'inizio della mitosi i cromosomi cominciano a intravedersi come sottili filamenti. Gli eventi che seguono sono convenzionalmente suddivisi in quattro fasi principali: profase, metafase, anafase e telofase.

Durante profase e metafase, il cromosoma consiste di due filamenti attaccati, i cromatidi, ciascuno dei quali contiene una delle due molecole figlie di DNA prodotte nell'interfase S. Mentre la profase prosegue, i cromatidi si condensano per opera delle nucleoproteine, rimanendo uniti in un punto: il centromero. A questo punto cominciano a svolgere la loro funzione alcuni corpuscoli cilindrici, detti centrioli. Muovendosi verso i due poli della cellula, generano dei microtubuli, che irradiano da essi in tutte le direzioni. I centrioli, che sono anch'essi fatti di microtubuli, si duplicano durante l'interfase dando origine a due coppie di centrioli che formano tra loro un angolo di 90°. Alcuni di questi microtubuli mettono in comunicazione i centrioli con i cinetocori, regioni granulari attaccate al centromero dei cromatidi. Gli altri microtubuli formano un piano che lega i centrioli. Questi microtubuli assieme a fibre e proteine associate formano il fuso mitotico. Le regioni che circondano i centrioli, da cui i microtubuli si irraggiano, sono chiamate poli della cellula.

Durante la metafase, i cromatidi condensati, attaccati attraverso i cinetocori ai microtubuli del fuso, migrano verso il piano equatoriale della cellula. Nell'anafase i cromatidi si separano a livello del centromero, e ciascun membro della coppia migra verso il polo opposto della cellula, per cui ciascuna cellula riceve lo stesso numero di cromosomi. Nella telofase i cromosomi cominciano ad allungarsi, poiché la condensazione diminuisce. Cominciano a formarsi tratti di membrana nucleare, e questi, unendosi, formeranno i due nuclei delle due nuove cellule. Simultaneamente avviene la separazione del citoplasma.