duplicazione della molecola di DNA

Prendiamo una cellula provvista di nucleo, come sono quelle di tutti gli organismi pluricellulari (e di moltissimi organismi monocellulari, che cioè consistono di una cellula sola e sono microscopici, ma a parte le dimensioni sono organismi completi e complessi). Quando una cellula si divide, per prima cosa il suo DNA si duplica. Grazie all’intervento di alcuni enzimi, la doppia elica si apre, un po’ come fosse una cerniera lampo, e accanto a ciascuno dei filamenti originari si forma un nuovo filamento, esattamente complementare al filamento originario, per cui nel filamento nuovo troviamo un A dove nel filamento originario c’è un T, e viceversa, e troviamo un C dove nel filamento originario c’è un G, e viceversa. Alla fine di questo processo, le due doppie eliche risultanti sono composte entrambe da uno dei filamenti originari e da un filamento nuovo, e sono perfettamente identiche: ciascuna dispone della stessa informazione genetica.

profase

Una volta che il DNA si è raddoppiato, ha inizio il processo di divisione cellulare. È un processo che si svolge senza interruzioni, ma per comodità di studio viene descritto di solito in quattro fasi. Per seguirlo senza difficoltà, prendiamo il caso di una cellula che contiene solo due coppie di cromosomi, quindi quattro cromosomi in tutto. Di questi, un membro di ciascuna coppia proviene dal padre e uno proviene dalla madre. Il numero dei cromosomi presente in una cellula è caratteristico della specie cui l’individuo appartiene ed è lo stesso in tutte le cellule del suo organismo (con l’eccezione delle cellule germinali, di cui parleremo più avanti). Nelle cellule di una drosofila, come abbiamo visto nel capitolo precedente, si trovano quattro coppie di cromosomi; nelle cellule di un essere umano se ne trovano 23 coppie, cioè 46 cromosomi in tutto.

I cromosomi non sono visibili abitualmente al microscopio. Il DNA è distribuito un po’ dappertutto nel nucleo della cellula, come una masserella informe di cromatina. Nella prima fase della divisione cellulare, detta profase, il DNA si avvolge strettamente e diviene visibile come cromosomi distinti, che hanno l’aspetto di bastoncelli. Nel frattempo inizia a dissolversi la membrana che separa il nucleo dal resto della cellula.

da sinistra: struttura di un cromosoma; metafase, anafase e telofase Con la telofase la cellula madre si divide in due, dando origine a due cellule figlie provviste dello stesso patrimonio ereditario.

A questo punto i cromosomi si dispongono in una struttura allungata, detta fuso, ancorata a due piccole zone, dette centrìoli, situate ai poli opposti della cellula. Ogni cromosoma appare composto di due filamenti paralleli identici, i cromatidi, uniti in un punto centrale, il centròmero.

I cromatidi ora si separano l’uno dall’altro e per ultimo si divide il centromero. I due cromatidi migrano verso i poli opposti del fuso, portati dalle fibre del fuso stesso, cui sono attaccati i centromeri.

Nella fase finale, detta telofase, i due gruppi di cromosomi hanno raggiunto i poli opposti del fuso. Comincia a dividersi in due parti il liquido contenuto all’interno della membrana cellulare, il citoplasma, che racchiude tutti gli organelli che permettono il funzionamento della cellula. Intorno a ciascuno dei due gruppi di cromosomi si forma una nuova membrana nucleare e le due nuove cellule appena formate si allontanano fino a separarsi completamente.

riproduzione per scissione di un organismo unicellulare

L’intero processo prende il nome di mitòsi: a partire da una cellula si ottengono due cellule uguali alla cellula madre. Il DNA della cellula madre prima si raddoppia, poi si ripartisce con precisione fra le due cellule figlie. Le cellule del nostro corpo si riproducono così, permettendoci di crescere fino all’età adulta e poi di continuare a rinnovare le cellule dei nostri tessuti che ne hanno bisogno (alcuni tessuti, come quello del sistema nervoso, hanno poca o nulla riproduzione dopo la crescita). Tutti gli organismi unicellulari si riproducono così, dai più semplici ai più complessi, come anche una gran parte delle piante e alcuni dei più semplici animali. Si parla di riproduzione vegetativa, o asessuata.