Figura urmărește o celulă umană de-a lungul mitozei, perioada ciclului celular în care ADN-ul nuclear este împărțit în două celule fiice. În inelul ciclului celular din Figura 3.7, mitoza ocupă doar o felie îngustă, pe care figura de față o desface pe etape. Desenul se citește în sensul săgeților: de la stânga la dreapta pe rândul de sus, apoi, după săgeata cotită din dreapta, de la dreapta la stânga pe rândul de jos. Pentru claritate, sunt desenați doar câțiva cromozomi, nu toți cei 46 ai unei celule umane.

Termenul „mitoză” derivă din latinescul „mito”, care înseamnă „filament”. Mitoza este un proces continuu, pe care oamenii de știință l-au împărțit, pentru comoditate, în patru faze: profază, metafază, anafază și telofază. Figura adaugă la început interfaza, din care celula pornește, și prezintă profaza în două momente.

Interfaza

În interfază, nucleul este delimitat de învelișul nuclear, o membrană dublă, desenată ca un contur dublu. Cromozomii din nucleu, alcătuiți din ADN și histone, sunt despiralizați și formează cromatina, o masă dispersată în care nu pot fi deosebiți unul de altul. În mijlocul nucleului se află nucleolul, un corpuscul dens, fără membrană, alcătuit din proteine și ARN, care conține materiale necesare formării ribozomilor. Lângă nucleu se văd cei doi centrioli, în formă de tijă, care alcătuiesc centrozomul. Acesta facilitează distribuția cromozomilor către celulele fiice.

Chiar dacă nu se vede, celula s-a pregătit deja de diviziune. În faza S, ADN-ul s-a replicat, așa că fiecare dintre cei 46 de cromozomi are acum două cromatide, atașate la centromer. În faza G2, proteinele se organizează pentru a forma fusul de diviziune, ale cărui filamente, alcătuite din microtubuli, devin vizibile abia în profază.

Profaza

Profaza începe cu condensarea cromatinei și formarea de filamente vizibile. Fiecare filament cromozomial există în două copii, numite cromatide surori, unite într-o regiune numită centromer. Figura surprinde două momente ale acestei faze:

• Profaza timpurie: nucleul, cu învelișul și nucleolul lui, se mai vede, dar în interiorul lui cromatina a început să se condenseze în filamente ondulate. Centriolii au migrat spre polii opuși ai celulei, iar între ei se întind filamentele fusului. Odată ajunși la poli, centriolii sunt înconjurați de microtubuli radiari numiți aster, pe care desenul nu îi redă separat.
• Profaza târzie: nucleolul a dispărut, iar membrana nucleară s-a dezasamblat, așa că cromozomii apar direct printre filamentele fusului. Fiecare are forma unui „X”: este un cromozom cu 2 cromatide surori, unite la centromer. La nivelul centromerului se află kinetocorul, structura prin care cromatidele se atașează de filamentele fusului. Kinetocorii conțin o proteină motorie care asigură deplasarea cromozomilor prin celulă, iar aceștia pornesc spre centrul celulei.

Metafaza

Toate perechile de cromatide sunt aliniate în planul ecuatorial al celulei, la jumătatea distanței dintre poli, formând placa ecuatorială sau placa metafazică. Într-o celulă umană, aici sunt aliniate 92 de cromatide în 46 de cromozomi. Fiecare cromozom este conectat, la nivelul kinetocorului, cu filamentele fusului. În acest moment, cele două cromatide se separă una de cealaltă, iar fiecare dintre ele este numită, de acum, cromozom.

Anafaza

Centromerii se clivează, iar cromozomii se îndepărtează unul de celălalt, fiecare fiind tras de un filament al fusului spre unul dintre polii celulei. Pe măsură ce migrează, cromozomii iau forma literei „V”: sunt atașați de fus doar în regiunea de mijloc (centromerul), așa că mijlocul lor merge înainte, iar capetele, numite telomere, rămân în urmă. Spre fiecare pol se deplasează câte 46 de cromozomi, cromozomii celulei fiice.

Telofaza

Cromozomii ajung la polii opuși ai celulei, se despiralizează și se dispersează, formând din nou mase de cromatină. Fusul, asamblat pentru fiecare mitoză, se dezasamblează acum (din el au mai rămas doar câteva filamente, întrerupte la mijlocul celulei). Reapar nucleolii și se reface învelișul nuclear, așa că fiecare jumătate a celulei are din nou un nucleu cu nucleol.

Tot în telofază se finalizează citokineza, diviziunea efectivă a celulei, numită și clivaj celular. Ea începe cu un șanț de clivare la nivelul plăcii ecuatoriale, care în desen apare ca strangularea din mijlocul celulei. Microfilamentele se contractă, iar membrana celulară strangulează citoplasma, care se divide în două. Rezultă două celule fiice, fiecare cu un set de 46 de cromozomi, cu propriul nucleu și cu proprii centrioli. Fiecare începe apoi un nou ciclu celular cu faza G1.

Rolul mitozei

Mitoza și citokineza permit organismului să crească prin formarea de noi celule și înlocuiesc celulele îmbătrânite sau deteriorate. De aceea, controlul mitozei este esențial. Când se pierde, de obicei din cauza unei mutații ADN, poate apărea cancerul, adică mitoze necontrolate și răspândirea celulelor canceroase prin organism.