Concetti Chiave
- Il ciclo cellulare definisce la vita di una cellula, comprendendo fasi di crescita, sviluppo, divisione e morte, con ruoli diversi per organismi unicellulari e pluricellulari.
- La riproduzione degli organismi può essere sessuata, tramite l'unione di gameti, o asessuata, da un singolo genitore che genera prole identica.
- Nei procarioti, la divisione cellulare avviene tramite scissione binaria, mentre negli eucarioti si utilizzano mitosi e meiosi per la riproduzione e la formazione di gameti.
- Per la divisione cellulare sono necessari segnali riproduttivi, duplicazione e segregazione del DNA, oltre alla citodieresi per separare le cellule figlie.
- La divisione cellulare negli eucarioti è influenzata dai bisogni dell'organismo e richiede processi più complessi, inclusa la divisione del nucleo.
Qual è il ciclo cellulare?
La vita di una cellula è caratterizzata dal ciclo cellulare: le cellule creano nuove cellule che poi si accrescono, si sviluppano, spesso si dividono a loro volta e poi muoiono.
La divisione cellulare è quel processo grazie a cui una cellula genera un’altra cellula. Ha ruoli differenti a seconda che si parli di organismi unicellulari o pluricellulari:
- negli organismi unicellulari, la divisione cellulare coincide con la riproduzione dell’intero organismo;
- negli organismi pluricellulari, essa interviene in processi di rinnovamento dei tessuti, nella crescita e anche nella riproduzione.
Tipi di riproduzione
La riproduzione di un organismo può essere di due tipi:
1. Riproduzione sessuata: prevede l’unione di due gameti (uno maschile e uno femminile) che portano le informazioni genetiche e formano il genoma del nuovo individuo (che avrà le caratteristiche di entrambi i genitori).
2. Riproduzione asessuata: si verifica a partire da un solo genitore che genera figli esattamente identici a sé stesso.
Meccanismi di divisione nei procarioti
La riproduzione dei procarioti è asessuata (scissione binaria); mentre gli eucarioti hanno due diversi meccanismi di divisione cellulare:
1. Mitosi:avviene nei processi di accrescimento e di rinnovamento;
2. Meiosi: avviene solo per i gameti, cioè le cellule coinvolte nella riproduzione.
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Eventi necessari per la divisione
Perché una cellula si divida è necessario che si verifichino quattro eventi:
1. Un segnale riproduttivo per dare inizio alla riproduzione;
2. La duplicazione del DNA (dei cromosomi e altri componenti cellulari);
3. La segregazione, cioè la distribuzione equa del DNA nelle due cellule figlie;
4. La citodieresi, l’ aggiunta di nuovo materiale alla membrana plasmatica per fare in modo che le due cellule si separino.
Divisione cellulare nei procarioti
Nei procarioti la divisione cellulare è la riproduzione dell’intero organismo. La cellula si accresce, duplica il DNA e poi si divide in due (scissione binaria):
- I segnali riproduttivi: dipendono da fattori esterni (condizioni ambientali, concentrazione di sostanze nutritive);
- La duplicazione del DNA nei batteri prevede la compattazione del DNA (quasi sempre unico, circolare e associato a proteine). Inoltre nel cromosoma circolare ci sono 2 zone che svolgono una funzione riproduttiva cellulare: la regione ori, il punto in cui inizia la riproduzione la regione ter, il punto in cui termina la riproduzione;
- La segregazione del DNA avviene al centro della cellula: le due zone ori si spostano verso l’estremità della cellula accompagnate da proteine che si legano al DNA e idrolizzano ATP per ricavare energia;
- La citodieresi consiste, innanzitutto, in una strozzatura della membrana plasmatica che forma un anello (componenti dell’anello sono fibre di una proteina simile alla tubulina) e attorno ad esso si deposita il materiale per separare le cellule.
Divisione cellulare negli eucarioti
Negli organismi eucarioti la divisione cellulare ha il compito di produrre cellule che contengono sempre lo stesso patrimonio genetico. I dettagli sono un po’ differenti dai procarioti:
- Il segnale per la divisione cellulare arriva dai bisogni dell’organismo e non dall’ambiente;
- Gli eucarioti presentano i cromosomi quindi i processi di duplicazione sono più lunghi e complicati;
- Il nucleo degli eucarioti si deve dividere e contenere una serie completa di cromosomi;
- Le cellule eucariotiche non si dividono in continuazione e una volta specializzate, si dividono raramente.
Domande da interrogazione
- Qual è il ciclo cellulare e quali sono i suoi ruoli negli organismi unicellulari e pluricellulari?
- Quali sono i due tipi di riproduzione degli organismi?
- Quali sono i meccanismi di divisione cellulare nei procarioti ed eucarioti?
- Quali eventi sono necessari affinché una cellula si divida?
- Come avviene la divisione cellulare nei procarioti rispetto agli eucarioti?
Il ciclo cellulare è il processo attraverso cui una cellula genera nuove cellule, accresce, si sviluppa e muore. Negli organismi unicellulari, la divisione cellulare coincide con la riproduzione dell'intero organismo, mentre negli organismi pluricellulari interviene nel rinnovamento dei tessuti, nella crescita e nella riproduzione.
Gli organismi possono riprodursi in due modi: attraverso la riproduzione sessuata, che coinvolge l'unione di due gameti, e la riproduzione asessuata, che avviene da un solo genitore generando figli identici.
Nei procarioti, la divisione avviene tramite scissione binaria, mentre negli eucarioti si utilizzano due meccanismi: la mitosi per accrescimento e rinnovamento, e la meiosi per la formazione dei gameti.
Per la divisione cellulare sono necessari quattro eventi: un segnale riproduttivo, la duplicazione del DNA, la segregazione del DNA nelle cellule figlie e la citodieresi per separare le cellule.
Nei procarioti, la divisione cellulare è semplice e avviene tramite scissione binaria, mentre negli eucarioti è più complessa, richiedendo la divisione del nucleo e processi di duplicazione più lunghi, con cellule che si dividono raramente una volta specializzate.
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