Concetti Chiave
- Il ciclo cellulare è un processo complesso nelle cellule eucariote, suddiviso in interfase e fase mitotica, culminante nella divisione cellulare.
- Durante l'interfase, la cellula cresce (fase G1), duplica il DNA (fase S) e si prepara alla divisione (fase G2).
- La mitosi, parte della fase mitotica, coinvolge la separazione dei cromosomi in due nuclei distinti, seguita dalla citodieresi che divide il citoplasma.
- I sistemi di controllo come l'inibizione da contatto e la dipendenza dall'ancoraggio regolano i cicli cellulari, influenzando la divisione cellulare.
- La riproduzione asessuata, comune in organismi unicellulari e alcuni pluricellulari, produce prole geneticamente identica ai genitori, limitando la variabilità genetica.
Ciclo cellulare
Nella cellulare eucariote, la ripartizione del DNA è più complessa. Il ciclo cellulare è il periodo di vita di una cellula. Parte dalla nascita e finisce con la divisione in due. Comprende due fasi principali.
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L'interfase, che è la fase più lunga del ciclo, comprende tre sottofasi:
- Fase G1 (da gap, intervallo): la cellula appena nata si accresce
- Fase S (sintesi): la cellula duplica il proprio materiale genetico
- Fase G2: la cellula si prepara a dividersi. I cromosomi appena duplicati cominciano a spiralizzarsi e si formano le proteine necessarie per la mitosi
La divisione occupa tutta la fase mitotica, molto più breve dell'interfase, e comprende due sottofasi:
Ritmi e frequenze
Tra i sistemi di controllo che regolano i cicli cellulari ci sono:
Cromosomi
Durante le sue attività metaboliche, il DNA è disperso nel nucleo sotto forma di cromatina (filamenti associati a proteine).
Con la mitosi, la cromatina si addensa nei cromosomi. Ogni cromosoma è costituito da due filamenti di materiale genetico identico: i cromatidi fratelli. Questi sono uniti tra loro nel centromero.Nella zona del centromero sono presenti due strutture discoidali contenenti proteine, i cinetocori. Questi ancorano i microtubuli, i quali nell’insieme formano il fuso mitotico. I microtubuli separano le coppie di cromatidi fratelli. In questo modo, li trascinano ai due poli della cellula.
Nelle cellule animali, a ciascun polo del fuso vi è una coppia di centrioli, da cui partono delle fibre chiamate aster. Durante la mitosi le fibre dell’aster ancorano i due poli del fuso alla membrana cellulare, per favorire la trazione.
mitosi
Il processo di mitosi si divide in cinque tappe che portano alla duplicazione e alla separazione del materiale genetico:
Citodieresi
La citodieresi è il processo di divisione della cellula e avviene dopo la mitosi. Prevede la divisione del citoplasma e la spartizione degli organuli in esso contenuti.
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Cellule animali: la membrana cellulare comincia a restringersi all’equatore del fuso, dove si forma un anello contrattile, di actina e miosina. La strozzatura diventa sempre più profonda fino a ridursi a un sottile filamento, che spezzandosi origina due cellule figlie.
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Cellule vegetali: il citoplasma è diviso lungo l’equatore del fuso da delle vescicole prodotte dagli apparati di. Queste si fondono tra loro originando uno spazio appiattito delimitato da membrane, la piastra cellulare. Ai lati si formano nuove pareti cellulari che dividono in due la cellula madre.
Riproduzione asessuata
Il risultato della riproduzione asessuata produce sono organismi genicamente identici ai genitori. Si riproducono per via asessuata tramite mitosi gli organismi unicellulari e alcuni organismi pluricellulari.
Questo tipo di riproduzione è più svantaggiosa dal punto di vista evolutivo. Infatti, la prole è geneticamente identica ai genitori. Dunque, eventuali cambiamenti sono dovuti esclusivamente a mutazioni casuali nel DNA. La variabilità del patrimonio genetico di una specie favorisce la selezione naturale. Questa consente alle specie di evolvere.
Domande da interrogazione
- Quali sono le fasi principali del ciclo cellulare nelle cellule eucariote?
- Come avviene la divisione del citoplasma nelle cellule animali e vegetali durante la citodieresi?
- Qual è il ruolo dei cromosomi durante la mitosi?
- Quali sono i sistemi di controllo che regolano i cicli cellulari?
- Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della riproduzione asessuata?
Il ciclo cellulare nelle cellule eucariote comprende due fasi principali: l'interfase, che include le sottofasi G1, S e G2, e la fase mitotica, che comprende la mitosi e la citodieresi.
Nelle cellule animali, la membrana cellulare si restringe formando un anello contrattile che divide la cellula. Nelle cellule vegetali, vescicole formano una piastra cellulare che si trasforma in nuove pareti cellulari.
Durante la mitosi, i cromosomi, formati da cromatidi fratelli uniti nel centromero, si separano grazie ai microtubuli del fuso mitotico, permettendo la distribuzione del materiale genetico ai due poli della cellula.
I cicli cellulari sono regolati da sistemi come l'inibizione da contatto, che arresta la divisione quando le cellule si toccano, e la dipendenza dall'ancoraggio, che permette la divisione solo se le cellule sono a contatto con una superficie solida.
La riproduzione asessuata produce organismi geneticamente identici ai genitori, il che è svantaggioso evolutivamente poiché limita la variabilità genetica, essenziale per l'evoluzione e la selezione naturale.
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