Ciclul celular; amitoza și mitoza

Viața unei celule între două diviziuni poate fi descrisă prin ciclul celular. Cea mai lungă parte este adesea interfaza: celula crește, își îndeplinește funcțiile și, dacă urmează să se dividă, își copiază ADN-ul. Nu toate celulele parcurg ciclul în același ritm; unele se opresc din diviziune pentru mult timp, iar celulele foarte specializate, ca neuronii maturi, nu se mai divid.

Separarea citoplasmei se numește citokineză și duce, de obicei, la două celule-fiice. Aceste evenimente sunt continue, chiar dacă le desenăm în etape pentru a le învăța. Amitoza este diviziunea directă a nucleului, fără fazele mitozei; termenul nu trebuie folosit pentru a explica diviziunea obișnuită a celulelor corpului uman. De asemenea, nu confunda împărțirea nucleului cu despărțirea întregii celule. De exemplu, pentru ca o plantă să formeze țesuturi noi, multe celule trebuie să crească, să copieze ADN-ul și să se dividă în ordine controlată. Replicarea ADN-ului este explicată în lecția despre acizii nucleici, iar nucleul și centrozomul în lecția despre componentele celulei; după mitoză urmează meioza I.

Ciclul celular și interfaza

Viața unei celule care se divide este un ciclu: interfaza, cea mai lungă etapă, urmată de diviziune (faza M). În interfază celula nu „se odihnește”: crește, își formează organitele și, mai ales, își replică ADN-ul. La sfârșitul interfazei, fiecare cromozom este format din două cromatide identice, unite la centromer. Mitoza propriu-zisă are două părți: împărțirea nucleului, numită cariokineză, și împărțirea citoplasmei, numită citokineză.

Interfaza are trei etape: în $G_1$ celula crește, sintetizează proteine și ARN și își multiplică organitele; în $S$ se replică ADN-ul (conținutul de ADN crește de la $2C$ la $4C$) și se duplică centrozomul; în $G_2$ celula verifică ADN-ul copiat și sintetizează proteinele fusului, între ele tubulina. La sfârșitul lui $G_1$ celula poate intra în $S$ sau poate trece în $G_0$, o stare în care nu se mai divide. Faza M cuprinde mitoza și citokineza.

Fazele mitozei

În profază, filamentele de cromatină se spiralizează și devin cromozomi scurți și groși, vizibili la microscop; fiecare apare format din două cromatide unite la centromer. La celulele animale, centriolii migrează spre polii celulei, iar între ei se formează fusul de diviziune. Nucleolii dispar, iar spre sfârșit dispare și membrana nucleară.

În metafază, cromozomii ajung la condensarea maximă și se așază în planul ecuatorial, formând placa ecuatorială, legați de microtubulii fusului prin kinetocori. Este faza în care cromozomii se numără și se studiază cel mai ușor.

În anafază, fiecare cromozom se desface la centromer în cele două cromatide, care devin cromozomi independenți și sunt trase de fibrele fusului spre poli opuși. Fiecare pol primește un set complet de cromozomi.

În telofază, cromozomii ajunși la poli se despiralizează, în jurul fiecărui set se reface membrana nucleară și reapar nucleolii, iar fusul dispare. Citokineza împarte apoi celula în două: la celula animală, printr-un inel contractil care strangulează membrana; la celula vegetală, prin formarea unei plăci celulare la ecuator, cu ajutorul fragmoplastului.

Importanța mitozei

Prin mitoză crește organismul pluricelular, de la zigot până la adult, și se refac țesuturile uzate sau lezate: pielea, mucoasa intestinală, celulele sângelui. Multe organisme unicelulare eucariote, ca amiba, și multe plante se înmulțesc asexuat tot prin mitoză; bacteriile nu au nucleu și nu se divid prin mitoză. Pentru că fiecare celulă-fiică primește o copie a aceleiași informații genetice, celulele somatice ale unui organism au, în principiu, același material genetic. Meioza, diviziunea prin care se formează gameții, are alt rezultat: celule cu jumătate din numărul de cromozomi.

Amitoza

În amitoză, nucleul se alungește și se strangulează direct, fără fus de diviziune și fără cromozomi individualizați, iar apoi se separă citoplasma. Materialul genetic se poate distribui inegal. Amitoza apare la macronucleul de la Paramecium și în unele celule îmbătrânite sau bolnave; bacteriile se divid prin diviziune directă, dar prin alt mecanism.

Exemple rezolvate

Exemplul 1: faza potrivită

Recunoaște faza mitozei după descriere.

Exemplul 2: numărarea cromozomilor și a cromatidelor

O celulă a unei specii are 2n = 12 cromozomi. Câți cromozomi și câte cromatide sunt în celulă în metafază, câți cromozomi sunt în celulă în anafază și câți are fiecare celulă-fiică?

1. În metafază: 12 cromozomi, fiecare cu două cromatide, deci 24 de cromatide.
2. În anafază, cromatidele s-au separat și au devenit cromozomi: în celulă sunt 24 de cromozomi, câte 12 la fiecare pol.
3. Fiecare celulă-fiică are 12 cromozomi, adică 2n, ca celula-mamă.

Exemplul 3: mitoze succesive

Dintr-o singură celulă pornesc 4 mitoze succesive, iar toate celulele formate se divid de fiecare dată. Câte celule rezultă?

1. După fiecare mitoză, numărul celulelor se dublează: 1 → 2 → 4 → 8 → 16.
2. Rezultă 2 × 2 × 2 × 2 = 16 celule, fiecare cu același număr de cromozomi ca celula inițială.

Exemplul 4: grilă cu patru afirmații

O celulă are 2n = 8 cromozomi. Despre mitoza ei sunt adevărate afirmațiile:

1. în metafază, celula are 16 cromatide;

2. în anafază, la fiecare pol ajung 4 cromozomi;

3. fiecare celulă-fiică are 8 cromozomi;

4. la începutul interfazei, înainte de replicare, fiecare cromozom are două cromatide.

5. Adevărată: 8 cromozomi × 2 cromatide = 16.

6. Falsă: la fiecare pol ajung 8 cromozomi, un set complet.

7. Adevărată.

8. Falsă: înainte de replicare, fiecare cromozom are o singură cromatidă.

Sunt adevărate 1 și 3, deci, după cheia UMFCD, răspunsul este B.

Exemplul 5: durata fazelor

Un ciclu de $24$ de ore are $G_1=11$ h, $S=8$ h, $G_2=4$ h și $M=1$ h.

1. Interfaza durează $11+8+4=23$ h, adică $23/24\approx 95,8\%$ din ciclu.
2. Mitoza ocupă $1/24\approx 4,2\%$ din ciclu, deci indicele mitotic așteptat este de aproximativ $4,2\%$.
3. Într-o populație necorelată de $1200$ de celule vor fi aproximativ $1200\cdot 1/24=50$ de celule în mitoză și $1200\cdot 8/24=400$ în faza $S$.

Exemplul 6: preparat din vârf de rădăcină

Într-un preparat se numără $200$ de celule: $188$ în interfază, $6$ în profază, $2$ în metafază, $1$ în anafază și $3$ în telofază. Durata ciclului este de $20$ de ore.

1. În mitoză sunt $6+2+1+3=12$ celule, deci indicele mitotic este $12/200\cdot 100=6\%$.
2. Durata unei faze este proporțională cu frecvența ei: $t=(n/200)\cdot 20$ h. Interfaza durează $18,8$ h, profaza $0,6$ h ($36$ min), metafaza $0,2$ h ($12$ min), anafaza $0,1$ h ($6$ min), iar telofaza $0,3$ h ($18$ min).
3. Suma duratelor este $20$ h; anafaza este cea mai scurtă și de aceea cea mai rar întâlnită într-un preparat.

Leagă stadiul de eveniment, nu doar de aspectul desenului: S înseamnă replicare; metafaza, aliniere; anafaza, separarea cromatidelor-surori. După replicare, un cromozom are două cromatide, dar numărul de cromozomi se numără după centromeri. În anafază, cromatidele separate devin cromozomi individuali. Distingerea mitozei de citokineză evită răspunsul greșit că „două nuclee” înseamnă automat „două celule”.

Controlul și aparatul de diviziune. Trecerea dintr-o fază în alta este reglată de complexe ciclină–CDK; ciclina B cu CDK1 declanșează intrarea în mitoză, iar $p53$ oprește ciclul în $G_1$ când ADN-ul este lezat. Centrozomul este format din doi centrioli așezați perpendicular, fiecare cu $9$ triplete de microtubuli; se dublează în faza $S$. Plantele superioare nu au centrioli, dar formează fus de diviziune. Kinetocorul este o structură proteică de la nivelul centromerului, de care se leagă microtubulii kinetocorici; microtubulii polari se suprapun la ecuator, iar cei astrali ancorează fusul în membrană. În anafaza A, scurtarea microtubulilor kinetocorici trage cromatidele spre poli; în anafaza B, alungirea microtubulilor polari îndepărtează polii.

Exemplu în format de admitere (complement grupat). Despre ciclul celular și amitoză sunt corecte afirmațiile:

1. Trecerea între fazele ciclului este controlată de complexe formate din ciclină și CDK.
2. În amitoză se formează fus de diviziune și cromozomi vizibili.
3. Celulele aflate în $G_0$ pot reintra în ciclu, de exemplu hepatocitele după hepatectomie parțială.
4. Citokineza celulei animale se face prin formarea unei plăci celulare.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: b. 1) Adevărată. 2) Falsă: amitoza se desfășoară fără fus și fără cromozomi individualizați. 3) Adevărată: starea $G_0$ nu este definitivă la toate celulele. 4) Falsă: celula animală se separă prin inel contractil, placa celulară aparține celulei vegetale.

Unde apare la examen

• Admiterea la Medicină, UMF „Carol Davila”: tematica pentru 2026 cere tot manualul de clasa a XI-a de la Editura Corint, al cărui prim capitol cuprinde celula, cu diviziunea ei (tematica și bibliografia de admitere 2026). Formatul testului este pe pagina Admitere Medicină Carol Davila.
• Bacalaureatul, Biologie vegetală și animală: programa de examen include diviziunea celulară: ciclul celular, cromozomii și fusul de diviziune, mitoza (faze, importanță) și meioza (programa de examen, anexa 2 la OMECTS 4800/2010). La sesiunea din iunie–iulie 2026, varianta 3 a avut la Subiectul I un item cu alegere despre numărul de cromozomi ai celulelor-fiice formate prin mitoză și, la Subiectul al III-lea, enunțuri despre ciclul celular (subiectele și baremele Bac 2026).
• Clasa a IX-a, programa nouă: trunchiul comun include rolul mitozei în creștere și dezvoltare; la științe ale naturii se adaugă ciclul celular, amitoza și mitoza (OMEC 6930/2025, anexa 35).

Greșeli frecvente

• Greșit: ADN-ul se dublează în timpul mitozei, în profază.
  Corect: Replicarea are loc în faza S a interfazei; mitoza doar împarte ce s-a copiat.
• Greșit: Ordinea fazelor se poate amesteca.
  Corect: Profaza, metafaza, anafaza, telofaza: P-M-A-T.
• Greșit: În anafază se separă cromozomii omologi.
  Corect: Se separă cromatidele surori, copii identice ale aceluiași cromozom; omologii (cei doi cromozomi ai unei perechi, unul de la fiecare părinte) se separă în anafaza meiozei I.
• Greșit: Celulele-fiice au jumătate din cromozomi.
  Corect: Asta se întâmplă la meioză; mitoza păstrează numărul 2n.
• Greșit: Interfaza este o fază a mitozei.
  Corect: Interfaza este perioada dintre două diviziuni, nu o fază a mitozei.
• Greșit: Interfaza este o pauză fără activitate.
  Corect: Celula crește, funcționează și se pregătește pentru diviziune.
• Greșit: Mitoza și citokineza sunt același proces.
  Corect: Prima împarte materialul nuclear, a doua citoplasma.

Înainte și după

Întrebări frecvente