Celula

Celula reprezintă unitatea fundamentală structurală, funcțională și genetică a tuturor organismelor vii, fiind considerată cea mai mică unitate capabilă să desfășoare toate procesele caracteristice vieții. De la organismele unicelulare precum bacteriile, până la complexitatea corpului uman format din trilioane de celule specializate, aceste minuscule entități biologice sunt esențiale pentru existența și perpetuarea vieții pe Pământ.

Ce este celula

Studiul celulei - citologia - ne dezvăluie o lume fascinantă de structuri și procese intricate care funcționează în perfectă armonie pentru a menține viața. De la membrana celulară care delimitează și protejează conținutul celular, la citoplasma care găzduiește numeroase organite specializate, și până la nucleul care adăpostește materialul genetic, fiecare component celular are un rol specific și esențial.

Perpetuarea vieții este asigurată prin procesele de diviziune celulară - mitoza și meioza - mecanisme precise prin care celulele se multiplică și transmit informația genetică generațiilor următoare. Aceste procese fundamentale stau la baza creșterii, dezvoltării, regenerării țesuturilor și reproducerii organismelor, reprezentând esența continuității biologice.

În această explorare a universului celular, vom descoperi împreună definițiile, structurile și procesele care fac din celulă o mașinărie biologică remarcabilă, capabilă să susțină viața în toate formele sale.

La baza alcătuirii organismului uman, ca de altfel și al tuturor viețuitoarelor, se află celula. Întregul organism uman este alcătuit din celule. Celulele pot exista singure (exemplu: globulele albe din sânge) sau grupate, formând țesuturi (exemplu: țesutul nervos, alcătuit prin gruparea neuronilor).

Definiție: Celula este unitatea principală structurală, funcțională și genetică a organismelor vii.

Nivelurile de organizare ale corpului uman sunt, conform complexității, următoarele: celule → tesuturi →organe → sisteme de organe → organism

Figura 1. Structura celulei

Celula reprezintă un sistem deschis prin care se realizează schimbul de materie și energie cu mediul extern. Are o mare capacitate de creștere, dezvoltare și diferențiere (trecerea de la forme simple la forme din ce în ce mai complexe), datorită proprietății de autoreproducere.

Forma, alcătuirea și funcția celulelor este diferită, legată de locul în care este plasată, de țesutul din care face parte, de rolul pe care îl are. De exemplu, celula musculară Totodată și dimensiunea celulelor diferă. Din punct de vedere al mărimii celulele variază în funcție de specializarea lor, de starea fiziologică a organismului, de condițiile mediului extern sau vârstă. De exemplu, cea mai mare celulă este ovulul (200 microni) și are rol în reproducere, ăn timp ce spermatozoidul (40-55 microni) este una din cele mai mici celule.

În esență, celulele sunt structuri complexe înconjurate de o membrană care delimitează spațiul interior de mediul extern. Acest spațiu interior, cunoscut sub numele de citoplasmă, conține numeroase structuri specializate, numite organite, care îndeplinesc funcții vitale. Celulele variază semnificativ în dimensiune, de la bacterii care măsoară doar câțiva micrometri, până la ouăle unor păsări, care sunt celule vizibile cu ochiul liber.

Deși există o diversitate uimitoare de tipuri de celule în natură, toate împărtășesc anumite caracteristici fundamentale:

• Sunt înconjurate de o membrană celulară care reglementează schimbul de substanțe cu mediul exterior
• Conțin material genetic sub formă de ADN, care stochează informațiile necesare funcționării și reproducerii
• Utilizează mecanisme similare pentru a produce energie, sintetiza proteine și a efectua alte procese metabolice esențiale
• Au capacitatea de a se reproduce prin diviziune celulară

Celulele sunt remarcabile pentru capacitatea lor de a efectua o gamă largă de funcții, de la conversia energiei și sinteza de molecule complexe, până la detecția stimulilor externi și generarea de răspunsuri. În plus, prin specializare și cooperare, celulele formează țesuturi, organe și sisteme de organe, permițând existența organismelor multicelulare complexe, inclusiv a oamenilor.

Tipurile de celule

Din perspectiva organizării structurale și complexității, celulele pot fi clasificate în două categorii principale: procariote și eucariote. Această clasificare fundamentală reflectă două strategii evolutive distincte care au apărut în primele etape ale evoluției vieții pe Pământ.

Celule procariote

Celulele procariote sunt considerate forma cea mai primitivă și mai veche de celule. Numele "procariote" derivă din termenii greci "pro" (înainte) și "karyon" (nucleu), indicând faptul că aceste celule nu posedă un nucleu adevărat. Principalele caracteristici ale celulelor procariote includ:

• Lipsa unui nucleu delimitat de membrană, ADN-ul fiind localizat într-o regiune numită nucleoid
• Dimensiuni relativ mici, de obicei între 0,1 și 5 micrometri
• Structură internă simplă, cu absența majorității organitelor membranare
• Prezența unui perete celular în majoritatea cazurilor, oferind protecție și stabilitate structurală
• Material genetic reprezentat de obicei printr-o singură moleculă circulară de ADN, uneori însoțită de plasmide (molecule mici circulare de ADN)

Bacteriile și arhebacteriile sunt cele două domenii principale de organisme procariote. Deși par simple în comparație cu celulele eucariote, procarioții demonstrează o diversitate metabolică remarcabilă și o capacitate extraordinară de adaptare, fiind capabili să colonizeze practic orice habitat de pe Pământ, de la gheizere fierbinți și lacuri sărate până la gheață antarctică și interiorul rocilor.

Celule eucariote

Celulele eucariote sunt caracteristice plantelor, animalelor, fungilor și protistelor. Termenul "eucariote" provine din greacă și înseamnă "nucleu adevărat", referindu-se la prezența unui nucleu delimitat de membrană. Aceste celule sunt considerabil mai complexe decât procarioții și prezintă următoarele caracteristici:

• Prezența unui nucleu delimitat de membrană nucleară, care conține materialul genetic organizat în cromozomi
• Dimensiuni mai mari, de obicei între 10 și 100 micrometri (deși există variații considerabile)
• Compartimentare internă prin prezența organitelor membranare specializate
• Material genetic organizat în mai multe cromozomi lineari
• Citoschelet dezvoltat, care oferă suport structural și facilitează transportul intracelular

În cadrul celulelor eucariote, există o varietate enormă de tipuri specializate, adaptate pentru funcții specifice. De exemplu:

Celule animale

• Nu prezintă perete celular sau cloroplaste
• Conțin centrozomi implicați în diviziunea celulară
• Includ tipuri specializate precum neuroni (pentru transmiterea impulsurilor nervoase), celule musculare (pentru contracție), celule sanguine (pentru transport de oxigen și apărare imunitară) și multe altele

Celule vegetale

• Prezintă perete celular rigid compus din celuloză
• Conțin cloroplaste pentru fotosinteză
• Posedă o vacuolă centrală mare care menține turgescența celulei
• Includ tipuri specifice precum celulele parenchimatice (fotosintetice), celulele sclerenchimatice (de susținere), celulele meristematice (embrionare) și altele

Celule fungice

• Prezintă perete celular compus din chitină
• Organizare predominant filamentoasă în structuri numite hife
• Absența cloroplastelor
• Metabolizează materia organică prin digestie externă

Celule protiste

• Grup extrem de divers incluzând organisme unicelulare sau coloniale
• Includ forme precum amibele, ciliatele, flagelații și altele
• Prezintă caracteristici foarte variate în funcție de grupul taxonomic

Celulele stem reprezintă un tip special de celule eucariote care merită o mențiune aparte. Acestea sunt celule nediferențiate cu capacitatea de a se diferenția în diverse tipuri celulare specializate și de a se auto-reînnoi prin diviziune. Celulele stem sunt clasificate în funcție de potențialul lor de diferențiere, de la cele totipotente (capabile să formeze un organism întreg) până la cele multipotente (care pot genera doar anumite linii celulare).

Din perspectiva funcțională, celulele pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de rolul lor specific în organism. Astfel, avem celule reproducătoare (gameți), celule senzoriale, celule secretoare, celule contractile și multe alte tipuri specializate, fiecare adaptată pentru a îndeplini funcții specifice esențiale pentru organismul din care fac parte.

Componentele celulei

Componentele fundamentale ale celulei sunt:

• Membrana
• Citoplasma
• Nucleul

Membrana celulară (plasmalemă)

Membrana celulară se află la periferia celulei. Membrana este un complex molecular lipoproteic care înconjoară celula și este considerată astăzi „organul care mediază și controlează interacțiunile celulei cu toate componentele mediului, fie ele molecule mici, molecule mari sau alte celule”. Este alcătuită din: proteine, un dublu strat fosfolipidic, colesterol, carbohidrați, alte lipide. Membrana are permeabilitate selectivă.

Procesele de schimb care au loc în membrana celulară se realizează prin două tipuri de transport:

• transportul prin canale sau pompe - asigură trecerea apei și a substanțelor dizolvate prin membrana celulară; se poate realiza pasiv, în sensul gradientului de concetrație sau activ, împotriva gradientului de concentrație.
• transportul prin endocitoză sau exocitoză - este procesul prin care celula înglobează sau elimină particule de natură diferită, prin intermediul unor vezicule formate la nivelul membranei celulare.

Membrana îndeplinește o serie de funcții fundamentale:

• rol de delimitare fizico-chimică a mediului intracelular de cel extracelular;
• asigurarea distribuției simetrice a componentelor ionice prin permeabilitatea selectivă și transportul activ.

Această simetrie stă la baza activității bioelectrice celulare, a transmiterii sinaptice, a proceselor de secreție și absorbție digestive și renale, a menținerii echilibrului hidro-electrolitic:

• transferul de informații realizat prin hormoni, medicamente și alți stimuli fizico-chimici.

Acești factori acționează frecvent prin receptorii membranari specializați, determinând modificări ale activității celulare;

• rol de apărare și secreție prin fagocitoză, endocitoză și exocitoză;
• rol în recunoaștere intercelulară și apărare imunitară:
• reglarea și limitarea creșterii organelor;
• roluri metabolice intracelulare (conversia chimiosmotică a energiei în ATP);
• adezivitatea și relațiile intercelulare;
• participarea la desfășurarea mecanismelor etiopatogenice ale unor afecțiuni.

Citoplasma celulară

Citoplasma este o substanță de consistență gelatinoasă care ocupă interiorul celulei și în care sunt scufundate nucleul împreună cu celelalte organite citoplasmatice (celulare) (structuri foarte mici, prezente în interiorul celulelor, care îndeplinesc anumite funcții). Are o structură complexă, la nivelul ei desfășurându-se principalele funcții vitale (sinteza de proteine, producția de energie, contractibilitatea).

Organitele celulare sunt de două tipuri:

• comune (pe care le întâlnim la toate tipurile de celule);
• specifice (care sunt necesare doar anumitor tipuri de celule).

Organitele comune sunt: 

• Reticulul endoplasmic
• Ribozomii
• Lizozomii
• Aparatul Golgi
• Mitocondriile
• Centrozomul (centrul celular)

Organitele specifice sunt: miofibrilele (le găsim doar în fibra musculară), eurofibrilele și corpusculii Nissl (specifice celulei nervoase).

Reticulul endoplasmic

Reticulul endoplasmic (RE) este compartimentul intracelular cu cea mai complexă geometrie și cea mai mare diversitate funcțională. Apare ca un sistem de membrane care face legătura între exteriorul celulei și nucleu (este un sistem de transport). RE este implicat şi în transportul proteinelor și lipidelor în celulă.

Reticulul endoplasmatic este de două categorii:

• reticul endoplasmatic rugos (REG) - este un sistem de membrane și canale care prezintă ribozomi atașați la suprafața lor; proteinele sintetizate de ribozomi sunt încorporate în vezicule și transportate spre aparatul Golgi;
• reticul endoplasmatic neted (REN) - este un sistem de membrane și canalicule care facilitează transportul substanțelor în interiorul celulelor, este lipsit de ribozomi, şi în el au loc unele reacții metabolice importante.

Reticulul endoplasmic rugos (RER)

• Este acoperit cu ribozomi pe suprafața citosolică
• Implicat în sinteza proteinelor destinate secreției, inserției în membrane sau transportului spre organite
• Participă la procesarea și modificarea post-translațională a proteinelor

Reticulul endoplasmic neted (REN)

• Nu prezintă ribozomi pe suprafață
• Implicat în sinteza lipidelor, metabolismul carbohidraților și detoxifierea celulară
• În celulele musculare, o formă specializată (reticulul sarcoplasmic) stochează și eliberează ionii de calciu necesari contracției

 Aparatul Golgi

Aparatul Golgi (Complex Golgi ) este strâns legat de reticulul endoplasmatic. Este format din 4 sau mai multe straturi de vezicule aplatizate din care se desprind alte vezicule sferice. Acest aparat este bine dezvoltat în celulele secretoare. Aparatul Golgi funcţionează în dependenţă cu reticulul endoplasmatic. Vezicule transportoare desprinse din reticul fuzionează cu aparatul Golgi. Substanţele transportate sunt procesate de acest aparat şi formează lizozomi, vezicule secretoare sau alte componente. Rolul aparatului este cel secretor şi de sinteză de carbohidraţi.

Principalele funcții ale aparatului Golgi includ:

• Modificarea, sortarea și împachetarea proteinelor primite de la RE
• Adăugarea de glucide la proteine și lipide (glicozilare)
• Sinteza de polizaharide pentru peretele celular în celulele vegetale
• Formarea lizozomilor
• Secreția substanțelor din celulă prin exocitoză

Lizozomii

Lizozomii se prezintă sub forma unor vezicule mici care conțin în interiorul lor enzime. Au rol în digestia intracelulară și fagocitoză. Fagocitoza este procesul prin care o celulă încorporează microbii sau corpurile străine, pe care le distruge (prin digestie).

Lizozomii joacă un rol esențial în:

• Digestia intracelulară a materialelor preluate prin fagocitoză sau pinocytoză
• Autofagie - degradarea componențelor celulare deteriorate sau îmbătrânite
• Remodelarea țesuturilor în timpul dezvoltării
• Apărarea împotriva agenților patogeni în anumite celule ale sistemului imunitar

Ribozomii

Ribozomii sunt organite mici, neînconjurate de membrană, care sunt responsabile pentru sinteza proteinelor. Acestea pot fi libere în citoplasmă sau atașate de reticulul endoplasmic. Structura ribozomilor constă din două subunități (mare și mică), fiecare formată din ARN ribozomal și proteine.

Funcția principală a ribozomilor este traducerea informației genetice din ARN-ul mesager în proteine, prin procesul numit translație. În timpul acestui proces complex, ribozomii citesc codonii ARNm și asamblează lanțurile de aminoacizi conform instrucțiunilor genetice.

Centrozomul

Centrozomul (centrul celular) este o regiune specializată a celulei, situată în imediata apropiere a nucleului, formează fusul de diviziune (prin care celula se multiplică). Centrozomul lipsește din celula nervoasă, care nu se divide.

Mitocondriile

Mitocondriile sunt organite de formă ovală sau alungită, caracterizate printr-o structură cu membrană dublă. Membrana externă este netedă, în timp ce membrana internă formează invaginații numite criste, care măresc semnificativ suprafața. Spațiul din interiorul mitocondriei este umplut cu o substanță numită matrice mitocondrială.

Mitocondriile sunt renumite pentru rolul lor în producția de energie, fiind adesea denumite "centrala energetică" a celulei. Principalele lor funcții includ:

• Producerea de ATP prin fosforilare oxidativă în cadrul lanțului respirator
• Participarea la ciclul lui Krebs (ciclul acidului citric)
• Oxidarea acizilor grași prin beta-oxidare
• Reglarea apoptozei (moartea celulară programată)
• Participarea la homeostazia calciului
• Sinteza anumitor lipide și steroizi

Mitocondriile sunt organite semi-autonome, posedând propriul ADN (ADN mitocondrial) și ribozomi, capabile să se reproducă prin diviziune.

Cloroplastele

Cloroplastele sunt organite prezente exclusiv în celulele vegetale și în anumite eucariote unicelulare. Asemenea mitocondriilor, sunt înconjurate de o membrană dublă, dar conțin un al treilea sistem de membrane intern organizat în discuri turtite numite tilacoide, care sunt adesea aranjate în stive numite grane.

Funcția primară a cloroplastelor este fotosinteza - procesul prin care energia luminoasă este convertită în energie chimică. Acest proces complex implică:

• Captarea energiei luminoase de către pigmenții fotosintetici (în special clorofila)
• Utilizarea acestei energii pentru producerea de ATP și NADPH (reacțiile dependente de lumină)
• Fixarea dioxidului de carbon și sinteza de carbohidrați (ciclul Calvin-Benson)

Ca și mitocondriile, cloroplastele conțin propriul ADN și ribozomi, fiind capabile să se autoreproduca.

Vacuolele

Vacuolele sunt spații înconjurate de membrană, umplute cu fluid. În timp ce celulele animale pot conține multiple vacuole mici, celulele vegetale mature prezintă de obicei o vacuolă centrală mare, care poate ocupa până la 90% din volumul celular.

Funcțiile vacuolelor includ:

• Menținerea turgescenței celulare în plante
• Stocarea de substanțe nutritive, pigmenți, ioni și deșeuri metabolice
• Degradarea macromoleculelor (funcție similară lizozomilor în celulele vegetale)
• Protecție împotriva prădătorilor prin stocarea de compuși toxici în plante

Citoscheletul

Citoscheletul este o rețea complexă de filamente proteice care traversează citoplasma, oferind suport structural și facilitând diverse forme de mișcare celulară. Acesta este compus din trei tipuri principale de structuri:

Microfilamente (filamente de actină)

• Cele mai subțiri componente ale citoscheletului (aproximativ 7 nm în diametru)
• Implicate în contracție musculară, citokineza, mișcarea ameboida și modificări ale formei celulare

Filamente intermediare

• Cu diametrul de aproximativ 10 nm
• Oferă rezistență mecanică și mențin forma celulei
• Diverse tipuri în funcție de țesut (keratina în celulele epiteliale, neurofilamentele în neuroni etc.)

Microtubuli

• Cei mai groși componenți ai citoscheletului (aproximativ 25 nm în diametru)
• Formați din subunități de tubulină
• Implicați în menținerea formei celulare, transportul intracelular, formarea fusului mitotic în timpul diviziunii celulare și structura cililor și flagelilor

Peretele celular

Prezent în celulele vegetale, fungice și bacteriene (nu și în celulele animale), peretele celular este un strat rigid situat în exteriorul membranei plasmatice. Compoziția sa variază între diferitele tipuri de organisme:

• În plante - predominant din celuloză, hemiceluloză, pectine și proteine
• În fungi - predominant din chitină și glucani
• În bacterii - predominant din peptidoglican

Funcțiile principale ale peretelui celular includ:

• Protecție mecanică și suport structural
• Prevenirea lizei osmotice în medii hipotonice
• Determinarea formei celulei
• Participarea la semnalizarea celulară și recunoașterea intercelulară

Cilii și flagelii

Cilii și flagelii sunt extensii mobile ale membranei plasmatice, susținute de un fascicul organizat de microtubuli numit axonemă. Deși similar din punct de vedere structural, cilii sunt mai scurți și mai numeroși, în timp ce flagelii sunt mai lungi și de obicei prezenți în număr mai mic.

Funcțiile principale includ:

• Locomoția celulară (deplasarea spermatozoizilor prin bătaia flagelului)
• Mișcarea fluidelor de-a lungul suprafețelor (eliminarea mucusului din tractul respirator prin mișcarea cililor)
• Senzoriale (cilii primari)

Nucleul celular

Nucleul este un corpuscul de dimensiuni mari, aflat în citoplasma celulei, are formă sferică, conține materialul genetic (ADN) responsabil de funcționarea celulară (rol de centru de control al activității celulei) și de a transmite caractere ereditare.

La rândul său, nucleul este alcătuit din:

• membrană nucleară dublă, care se numește cariolemă ;
• citoplasmă nucleară, numită și carioplasmă (un suc nuclear vâscos), care conține o rețea de filamente subțiri numită cromatină; cromatina conține molecule de ADN, care formează cromozomii. Moleculele de ADN sunt alcătuite dintr-un număr foarte mare de gene - care sunt materialul nostru genetic.

Nucleul conține unul sau doi nucleoli care sunt mici corpuri sferice cu rol de a transmite mesaje ribozomilor din citoplasmă pentru a fabrica proteine.

Celulele umane sunt de tip eucariot (gr. eu - bun, carion - nucleu) deoarece sunt alcătuite dintr-un nucleu separat de citoplasmă printr-o membrană proprie, în interiorul căruia se găsesc elementele care conțin informația ereditară și îndeplinesc toate funcțiile celulare.

Informația ereditară, cromosomii și ADN-ul

Nucleul conține toate informațiile genetice care trec de la părinți la copii în urma procesului de reproducere. Toate aceste informații se găsesc codificate în substanța numită ADN (acid dezoxiribonucleic). Acest compus biologic special dispune de două însușiri principale:depozitează informația și este capabil să-și creeze copia identică.

ADN-ul este un polimer format din unităţi de bază numite nucleotide. O nucleotidă este formată din:

• O bază azotată:

• Purinică: adenina, guanina
• Pirimidinică: citozina, timina

• Zahărul: deoxiriboza
• Fosfatul

Nucleotidele sunt legate între ele prin intermediul fosfatului şi al zahărului formând o catenă. ADN-ul este o moleculă bicatenară, cele două catene sunt legate între ele prin punţi de hidrogen între bazele azotate de pe cele două catene. Structura ADN-ului este cea de dublu helix, catenele sunt răsucite una în jurul celeilalte (fig. 2).

Figura 2. Cromosomul și ADN-ul uman

Cea mai mare cantitate a materialului genetic se găseşte în nucleu, unde formează cromatina. Aceasta este formată din ADN şi proteine, care sunt implicate în stabilizarea cromatinei. În timpul interfazei, materialul genetic se găseşte sub formă de cromatină, care este laxă, iar în timpul diviziunii se condensează formând cromosomii (cromatină = cromosomi).

Termenul de cromosom are originea în greacă, soma însemană corp, iar cromos - culoare, sunt corpi evidențiați prin colorare. În limba română sunt acceptate ambele variante: cromosom și cromozom.

Specia umană are informaţia genetică grupată în 23 perechi de cromosomi. Dintre aceştia, 22 de perechi sunt autosomi şi o pereche sunt cromosomii specifici sexului (XX pentru femeie sau XY pentru bărbat).

În urma diviziunii celulare rezultă cromosomi monocromatidici, fiecare conţinând o singură moleculă de ADN bicatenar.

În timpul interfazei are loc dublarea cantităţii de ADN prin procesul de replicare. Astfel, vor rezulta cromosomi bicromatidici, fiecare conţinând 2 molecule de ADN O anumită informație există în unele molecule de acid dezoxiribonucleic (ADN), substanță care, atunci când celula este în stare de repaus, se găsește împrăștiată în nucleu sub formă de cromatină, iar în timpul diviziunii celulare se condensează și capătă forma unor bastonașe numite cromosomi.

Diviziunea celulară

Definiție: Diviziunea celulară reprezintă procesul de formare a două sau mai multe celule-fiice dintr-o singură celulă mamă.

Se divide mai întâi nucleul celulei (proces numit cariokineză), după care are loc diviziunea citoplasmei (proces numit citokineză) și se formează o membrană nucleară între cei doi nuclei. În urma diviziunii iau naștere doi nuclei identici cu nucleul celulei mamă.

Ciclul celular

Definiție: Ciclul celular reprezintă secvența de faze diferite prin care trece o celulă între o diviziune celulară și următoarea.

Ciclul celular poate fi împărțit în patru perioade principale:

• perioada M - în cursul căreia are loc mitoza (diviziunea nucleului) și citokineza (diviziunea citoplasmei);
• perioada G1 - în care au loc procese intense de biosinteză (producerea de molecule de către celulă) și creștere celulară;
• perioada S - în care se dublează cantitatea de ADN din celulă și are loc replicarea („înmulțirea”) cromozomilor; aceștia din monocromatidici devin bicromatidici.
• perioada G2 - în timpul căreia au loc ultimele pregătiri înainte de diviziunea celulară.

Perioadele G1, S și G2 alcătuiesc împreună interfaza.

Interfaza - reprezintă etapa care urmează după încheierea diviziunii celulare. În această etapă nucleul nu se mai divide; au loc modificări atât în nucleu, cât și în citoplasmă, care duc la dezvoltarea deplină a celulelor fiice.

Diviziunea celulară este de două tipuri:

• diviziunea mitotică (mitoza);
• diviziunea meiotică (meioza).

Figura 3. Ciclul celular

Ambele tipuri de diviziune celulară se desfășoară după următoarele etape:

• profază;
• metafază;
• anafază;
• telofază.

Diviziunea mitotică (mitoza)

Definiție: Mitoza este un tip de diviziune nucleară în urma căreia rezultă două celule fiice, având fiecare un nucleu care conține același număr și același tip de cromozomi ca și celula mamă.

Pe parcursul diviziunii mitotice au loc mai multe modificări. Fiecare cromozom se divide în lungime în două cromatide, care se despart și formează cromozomii celor doi nuclei ai celulelor fiice. Procesul cuprinde patru faze: profaza, metafaza, anafaza şi telofaza.

Profaza - primul stadiu al diviziunii celulare, în cursul căruia cromatina începe să se condenseze, membrana nucleară şi nucleolul încep să se dezagrege. Centriolii încep să formeze fusul de diviziune. Materialul genetic este dublu (46 de cromosomi/cromatină bicromatidici).

Metafaza - în cursul acestei faze membrana nucleară se distruge total, se finalizează fusul de diviziune, iar cromozomii se fixează cu centromerii de fus, formând placa ecuatorială (zona care se formează pe linia de centru a celulei aflate în diviziune).

Anafaza - stadiul trei al diviziunii în care cromatidele fiecărui cromozom se separă și se deplasează în direcții opuse, îndepărtându-se fiecare spre câte un pol al fusului de diviziune.

Telofaza - ultimul stadiu al diviziunii, în care cromatidele care s-au separat în anafază se adună la polii fusului. În jurul fiecărui grup se formează o membrană nucleară, rezultând doi nuclei fii cu același număr și același fel de cromozomi ca și nucleul inițial al celulei. Nucleii fii se formează din cromatide.

Figura 4. Diviziunea mitotică

Cu alte cuvinte, în urma diviziunii mitotice cromozomii celulelor fiice vor fi identici, ca și conținut informațional, cu cei ai celulei mamă, identitate care se observă și de la o celulă fiică la altă celulă fiică.

În urma diviziunii meiotice, nucleii care au rezultat posedă numai jumătate din numărul inițial de cromozomi. Este procesul de diviziune care se desfăşoară în celulele generatoare din organele sexuale. Are ca rezultat obţinerea de celule haploide (care conţin doar jumătate din cantitatea de material genetic, 23 cromosomi). Meioza precede fecundaţia şi are loc tocmai pentru a păstra cantitatea de material genetic constantă în descendenţă (23 cromosomi materni + 23 cromosomi paterni = 46 cromosomi).

Diviziunea celulară pornește de la o celulă mamă diploidă (care are un număr dublu de cromozomi). În urma diviziunii mitotice vor rezulta două celule fiice tot diploide, ca și celula mamă, adică care au număr dublu de cromozomi. În schimb, în urma diviziunii meiotice vor rezulta patru celule fiice haploide (care au doar jumătate din numărul de cromozomi ai celulei mamă).

Înțelegerea componentelor celulare și a interacțiunii lor complexe ne oferă o perspectivă asupra modului în care aceste structuri microscopice reușesc să susțină viața. De la membrana care definește granița celulei până la organitele specializate care îndeplinesc funcții vitale, fiecare componentă joacă un rol esențial în funcționarea armonioasă a celulei ca un întreg.