Concetti Chiave
- Durante l'interfase, la cellula cresce e si prepara alla mitosi, passando attraverso le fasi G1, S e G2.
- Nella fase S, avviene la duplicazione del DNA e inizia la condensazione dei cromosomi.
- Il fuso mitotico, composto da microtubuli e proteine, è essenziale per separare i cromosomi durante la mitosi.
- I centrosomi si duplicano e formano i poli del fuso mitotico, irradiano microtubuli e si separano all'inizio della mitosi.
- I cinetocori si legano ai microtubuli del fuso durante la prometafase, garantendo la corretta segregazione dei cromosomi.
Indice
Il ciclo cellulare: le fasi in sintesi
•Durante l’interfase la cellula aumenta di dimensioni:•La fase G1 (da gap= intervallo) precede la fase S: la cellula aumenta la propria massa e acquista la forma ottimale per la mitosi.
•Nella fase S la cellula duplica il DNA.
•La fase G2 è l’intermezzo tra la fase G1 e la fase M: viene incrementata la sintesi delle proteine del citoscheletro e si duplicano gli organelli, compreso il centrosoma da cui ha origine il fuso mitotico.
Se la cellula non aumentasse le proprie dimensioni e non si accrescesse, ad ogni divisione cellulare diventerebbe sempre più piccola.
Questo in effetti accade durante lo sviluppo embrionale in alcuni animali: la grande cellula uovo fecondata si divide in cellule più piccole (segmentazione).
•Le proteine necessarie al controllo del ciclo cellulare sono le chinasi ciclina dipendenti (CdK), specialmente quella di fase M, cioè la M-CdK.
In fase S inizia la condensazione dei cromosomi
•Le due copie del cromosoma duplicato restano unite in cromatidi fratelli tenuti insieme da coesine, che legano ogni cromatidio nel senso della lunghezza. Questa unione viene meno solo alla segregazione nelle cellule figlie.•Poco prima della fase M le condensine condensano i cromosomi.
Il citoscheletro nella mitosi
•Il fuso mitotico è un apparato citoscheletrico che separa i cromosomi duplicati tra le cellule figlie. Esso comprende i microtubuli e varie proteine, come quelle motrici.•I microtubuli sono costituiti da molecole di tubulina che si impilano le une sulle altre a partire da un centrosoma.
•I microtubuli polimerizzano (si allungano per aggiunta di monomeri di tubulina)e depolimerizzano (si accorciano per perdita di monomeri)continuamente: si parla di instabilità dinamica.
•Le proteine motrici che si muovono sui microtubuli appartengono a due famiglie: chinesine e dineine.
I poli del fuso mitotico
•In fase S la cellula duplica il centrosoma, che è costituito da anelli di tubulina che serviranno da anelli di nucleazione dei microtubuli.I due centrosomi rimangono uniti da un lato della membrana nucleare.•Il centrosoma, negli animali, contiene anche 2 strutture di forma cilindrica detti centrioli, da cui crescono i microtubuli a raggera.
•All’inizio della mitosi i centrosomi si separano e inizia a irradiarsi un ventaglio di microtubuli detto aster. I due aster formano i poli del fuso mitotico.
•La membrana nucleare si dissolve e il fuso «cattura» i cromosomi.
La mitosi: profase
•I centrosomi si staccano, iniziano ad organizzare i microtubuli e migrano ai poli della cellula grazie a proteine motrici ATP dipendenti.•I microtubuli di un centrosoma interagiscono con quelli dell’altro e smettono di depolarizzare: si chiamano microtubuli interpolari, connessi anche grazie a proteine motrici (in figura rappresentate da puntini neri).
•Nelle cellule prive di centrosomi, come quelle vegetali, sono i cromosomi ad agire da centri di nucleazione
Mitosi - Prometafase
•La membrana nucleare si dissolve grazie alla fosforilazione dei filamenti intermedi della làmina nucleare: i filamenti si dissociano nelle proteine costituenti.•I microtubuli del fuso possono quindi legarsi ai cromosomi duplicati tramite complessi proteici detti cinetocori: questi microtubuli sono chiamati microtubuli del cinetocoro.
•I cinetocori si aggregano in un voluminoso complesso sopra ogni centromero: ogni cromatidio fratello ne presenta uno. La mancanza della sequenza del centromero impedirebbe la formazione del cinetocoro: questo impedirebbe la corretta segregazione dei cromosomi.
•I cromosomi così attaccati finiscono per essere «tirati» ai poli opposti della cellula.
Domande da interrogazione
- Quali sono le fasi principali del ciclo cellulare?
- Che ruolo hanno le chinasi ciclina dipendenti (CdK) nel ciclo cellulare?
- Come si forma il fuso mitotico e qual è la sua funzione?
- Cosa accade durante la prometafase della mitosi?
- Qual è il significato della condensazione dei cromosomi nella fase S?
Il ciclo cellulare si compone di tre fasi principali: G1, S e G2, seguite dalla fase M. Durante G1, la cellula aumenta di dimensioni; nella fase S avviene la duplicazione del DNA; infine, in G2, si preparano le strutture necessarie per la mitosi.
Le chinasi ciclina dipendenti, in particolare la M-CdK, sono fondamentali per il controllo del ciclo cellulare, regolando le transizioni tra le varie fasi e garantendo che i processi avvengano in modo coordinato.
Il fuso mitotico si forma dai microtubuli che si irradiano dai centrosomi, i quali si duplicano in fase S. La sua funzione è quella di separare i cromosomi duplicati durante la mitosi, assicurando che ogni cellula figlia riceva il giusto numero di cromosomi.
Durante la prometafase, la membrana nucleare si dissolve e i microtubuli del fuso si legano ai cromosomi duplicati tramite i cinetocori, permettendo così il corretto allineamento e la separazione dei cromatidi verso i poli opposti della cellula.
Nella fase S, inizia la condensazione dei cromosomi, che è essenziale per garantire che i cromosomi duplicati siano compatti e facilmente separabili durante la mitosi, evitando errori nella distribuzione del materiale genetico.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
