La citochinesi è il processo di divisione cellulare eucariotica. La citochinesi è stato uno dei primi eventi del ciclo cellulare ad essere osservato utilizzando semplici tecniche di biologia cellulare, tuttavia, la caratterizzazione molecolare della citochinesi è stata rallentata da una particolare resistenza agli approcci biochimici in vitro. Sebbene l'esito della citochinesi sia lo stesso in tutte le cellule in divisione, il meccanismo di divisione varia nei diversi grandi regni eucariotici. Ad esempio, lievito e animali utilizzano un anello contrattile che penetra al centro della cellula per dividerla mentre le cellule costruiscono una nuova parete cellulare verso l'esterno verso la corteccia. Come ci si potrebbe aspettare, ci sono alcune somiglianze nelle molecole coinvolte nella citochinesi nelle cellule unicellulari e animali, ma a prima vista, la citochinesi nelle cellule vegetali e animali sembra essere abbastanza diversa. Tuttavia, negli ultimi anni è diventato chiaro che i processi di base sono esattamente gli stessi nelle cellule vegetali, protozoiche e animali.
Unico nel suo genereLa citochinesi è la mitosi, che è suddivisa in più fasi: profase, metafase, anafase e telofase. Di seguito sono riportate le caratteristiche di ciascuna fase della citochinesi.
Profase
La profase è caratterizzata da rapidi cambiamenti biochimici, a seguito dei quali la cellula entra in uno stato dopo il quale inizia direttamente la divisione. Durante la profase, i cromosomi si assemblano al centro della cellula e quindi si duplicano, fornendo il materiale genetico per entrambe le cellule figlie appena formate. Di solito non sono visibili al microscopio, ma in quel momento diventano chiaramente visibili al microscopio ottico. Anche in questo momento, il nucleolo scompare. Entro la metà della profase, l'attività trascrizionale si interrompe completamente. Le caratteristiche strutturali delle cellule sono tali che nelle prime fasi della citochinesi nelle cellule con grandi cromosomi, rallenta e può allungarsi per diverse ore, mentre nelle cellule delle creature con piccoli cromosomi (ad esempio i mammiferi) dura circa 15 minuti. Trascorso questo tempo, inizia la divisione del corpo della cellula eucariotica.
Metafase
La metafase della citochinesi è lo stadio della divisione cellulare in cui i cromosomi escono nel piano equatoriale della cellula. I microtubuli in questa fase vengono aggiornati in modo particolarmente attivo. I cromosomi nella cellula sono disposti in modo tale che sia conveniente che i microtubuli precedentemente menzionati si attacchino ad essi. I cromatidi fratelli si separano ma non si separano, fermati dai centromeri. A causa delle caratteristiche strutturali della cellula, la metafase può essere completatasolo dopo che il complesso di stimolazione anafase invia un segnale alla cellula. Pertanto, se il fuso viene distrutto, i cromosomi non saranno in grado di passare all'anafase fino a quando l'effetto dannoso non sarà completamente eliminato. Questo metodo di ricerca è spesso utilizzato dai genetisti per creare cellule che sono in metafase per ore, che vengono poi utilizzate per la ricerca. I meccanismi molecolari di questa azione rimangono ancora un mistero, ma al momento gli scienziati stanno lavorando con successo per svelare i loro segreti.
Anafase
La metafase è seguita dall'anafase. Per la citochinesi, questo è sia lo stadio più chiave che quello più breve, durante il quale i cromatidi fratelli divergono verso i bordi della cellula, formando cromosomi figli. Sebbene l'anafase sia la fase più breve, è suddivisa in molte fasi. Queste fasi sono controllate dal complesso di stimolazione anafase menzionato in precedenza. Durante l'anafase, i cromosomi si separano in due nuove cellule. I cromatidi di ciascun cromosoma sono dispersi ai lati opposti delle cellule, formando due nuove cellule figlie. Ogni lato della cellula inizia ad avere un set completo di cromosomi. L'anafase è importante perché è ciò che aiuta il DNA a dividersi in due, andando su entrambi i lati della cellula. Assicura che il gene successivo possa svolgere la sua funzione. In caso contrario, non ci saranno due DNA diversi per il prossimo processo
Telofase
La telofase è la parte finale della divisione cellulare. Il suo nome deriva dalla parola latina telos,che significa la fine. In questa fase, i cromatidi fratelli raggiungono i poli opposti. Le piccole vescicole nucleari nella cellula iniziano a riorganizzarsi attorno al gruppo di cromosomi a ciascuna estremità. Quando l'involucro nucleare si riforma legandosi ai cromosomi, in una cellula vengono creati due nuclei. La telofase è anche caratterizzata dalla dissoluzione dei microtubuli cinetocore e dal continuo allungamento dei microtubuli polari. Quando le membrane nucleari si trasformano, i cromosomi iniziano a decomporsi e diventano più dispersi. Dopo che tutti i processi sono stati completati, le due nuove celle iniziano a funzionare come se nulla fosse accaduto.
Come abbiamo visto, la citochinesi è un processo complesso, ma allo stesso tempo comprensibile e affascinante. Gli scienziati stanno ancora studiando le caratteristiche strutturali della cellula.
