Nos eucariotos, o ciclo de divisão celular é dividido em processos celulares distintos e coordenados que incluem crescimento celular, replicação de DNA / duplicação cromossômica, distribuição cromossômica para células-filhas e, finalmente, divisão celular. O ciclo celular é rigidamente regulado por seus sistemas regulatórios, bem como por sinais extracelulares que afetam a proliferação celular.

Os processos do ciclo celular ocorrem ao longo de aproximadamente 24 horas (em células humanas típicas) e em dois estágios principais distinguíveis. O primeiro estágio é a replicação do DNA, durante a fase S da interfase. O segundo estágio é a fase mitótica (M), que envolve a separação dos cromossomos duplicados em dois novos núcleos (mitose) e divisão citoplasmática (citocinese). As duas fases são separadas por intervalos (lacunas G1 e G2), durante os quais a célula se prepara para a replicação e divisão.

O processo de mitose

A mitose pode ser dividida em cinco estágios distintos - prófase, prometáfase, metáfase, anáfase e telófase. A citocinese, que começa durante a anáfase ou telófase (dependendo da célula), faz parte da fase M, mas não faz parte da mitose.

Prófase

À medida que a célula entra na mitose, seus cromossomos replicados começam a se condensar e se tornam visíveis como estruturas semelhantes a fios com a ajuda de proteínas conhecidas como condensinas. O aparato do fuso mitótico começa a se formar entre os centrossomas - que foram duplicados durante a fase S - e migra para pólos opostos da célula. O fuso é composto de estruturas filamentosas chamadas microtúbulos que são compostos de monômeros de proteína tubulina. Os microtúbulos fusiformes começam a se estender em direção aos cromossomos condensados. O nucléolo, um componente do núcleo que produz ribossomos, desaparece, indicando a quebra iminente do núcleo.

Prometáfase

Durante a prometáfase, os filamentos dos microtúbulos do aparelho do fuso continuam a crescer e os cromossomos terminam de se condensar. O envelope nuclear se decompõe completamente, liberando os cromossomos. Alguns dos microtúbulos se ligam aos cromossomos liberados, ligando-se a uma estrutura proteica chamada cinetócoro, que está presente no centrômero de cada par de cromátides irmãs. Os microtúbulos do fuso de pólos opostos se ligam aos cinetocoros e capturam os pares de cromátides irmãs condensadas. Os microtúbulos do fuso que não se ligam aos cromossomos - microtúbulos polares e astrais - ajudam a separar os fusos e ancorar os pólos do fuso à membrana celular.

Metafase

Os microtúbulos do fuso alinham cada par de cromátides irmãs totalmente condensadas ao longo do equador da célula - na placa metafásica. A célula agora está pronta para se dividir.

Anaphase

Os microtúbulos dos pólos opostos do fuso, que estão ligados à estrutura do cinetócoro, encurtam e separam as cromátides irmãs no centrômero. As proteínas de coesão que mantêm as cromátides juntas agora se decompõem. Os microtúbulos do cinetócoro encurtados fazem com que cada cromátide do par - agora chamada de cromossomos - migre para um pólo oposto.

Telophase

Uma vez que os cromossomos atingem pólos opostos da célula, eles se descondensam e se desenrolam para formar a cromatina. Os filamentos dos microtúbulos do fuso se despolimerizam em seus monômeros de tubulina, que são então utilizados como elementos do citoesqueleto nas células-filhas. Os envelopes nucleares se reagrupam em torno de cada conjunto de cromossomos.

citocinese

Durante a citocinese em células animais, os filamentos de actina formam um anel contrátil na membrana plasmática para criar um sulco de clivagem, que eventualmente divide a célula em duas. Nas células vegetais, as vesículas do aparelho de Golgi que transportam glicose, enzimas e proteínas estruturais se unem para formar uma nova placa celular no local da antiga placa metafásica. A placa celular em crescimento se funde com as membranas plasmáticas de cada lado, formando uma nova parede celular que divide a célula em duas.

A mitose agora está completa, gerando duas células-filhas idênticas à célula-mãe. Na maioria das células humanas, a mitose é responsável por cerca de uma hora do ciclo celular de aproximadamente 24 horas.