Nei procarioti la divisione cellulare ha come risultato la riproduzione dell’intero organismo. La cellula cresce di dimensione, duplica il proprio DNA e poi si divide semplicemente in due con un processo che prende il nome di scissione binaria (▶figura 2):

I segnali riproduttivi.

Nei procarioti i segnali per l’inizio della divisione cellulare dipendono da fattori esterni, come le condizioni ambientali o la concentrazione di sostanze nutritive. Per esempio il batterio Escherichia coli, molto usato negli studi genetici, si divide praticamente in continuazione. In genere, a 37 °C la divisione cellulare di E. coli richiede 40 minuti ma, se le fonti di cibo sono abbondanti, il ciclo riproduttivo accelera e le cellule possono dividersi anche in soli 20 minuti. Un altro batterio, Bacillus subtilis, smette di dividersi quando le fonti alimentari sono scarse, per poi riprendere a farlo se le condizioni migliorano.

La duplicazione del DNA.

In genere i batteri possiedono una singola molecola di DNA, legata a proteine, che costituisce un cromosoma circolare. Per trovare posto dentro la cellula, la molecola di DNA deve compattarsi: se fosse distesa, infatti, sarebbe quasi un migliaio di volte più grande dell’intera cellula. La molecola raggiunge questo scopo in parte ripiegandosi su sé stessa, grazie anche a proteine basiche (cariche positivamente) legate al DNA, che invece è acido (carico negativamente).

Nel cromosoma procariotico sono presenti due zone che svolgono una funzione nella riproduzione cellulare: la regione ori (da origine della duplicazione) costituisce il punto in cui inizia la duplicazione; la regione ter (da termine della duplicazione) è il punto in cui termina la duplicazione.

La segregazione del DNA.

Durante la duplicazione del DNA, che avviene nella zona centrale della cellula, le regioni ori delle due molecole di DNA in formazione si spostano verso le estremità opposte della cellula. Fondamentali per la segregazione sono alcune proteine che si legano al DNA contiguo alla regione ori. Si tratta di un processo attivo, in quanto queste proteine idrolizzano ATP per ricavare energia.

La citodieresi.

Dopo che la duplicazione del cromosoma si è conclusa, ha inizio la citodieresi, ovvero la separazione delle due cellule figlie (▶figura 3). Il primo evento della citodieresi è una strozzatura della membrana plasmatica che forma un anello simile al cordone di una borsa. I componenti principali di questo anello sono delle fibre composte da una proteina simile alla tubulina degli eucarioti (la proteina che forma i microtubuli). A mano a mano che l’anello si stringe, nella membrana si genera una strozzatura; contemporaneamente, a livello della parete cellulare si deposita nuovo materiale che finisce per separare le due cellule.