Ciclo cellulare

CICLO CELLULARE

 Divisione cellulare

Ogni cellula si riproduce portando avanti una sequenza ordinata di eventi in cui essa

raddoppia i suoi componenti e poi si divide in due

Organismi unicellulari: ogni divisione cellulare produce un intero organismo nuovo

Organismi pluricellulari: la divisione cellulare riguarda sia le cellule somatiche sia le

gametiche

Gametiche = cellule per la riproduzione sessuata, e si riproducono tramite la meiosi

Somatiche = tutte le altre cellule del nostro corpo, e si riproducono tramite la mitosi

 Ciclo cellulare mitotico

Il ciclo cellulare prevede che le cellule generate da una mitosi inizino e completino il loro ciclo

cellulare con la successiva mitosi.

Il ciclo cellulare si divide in due periodi: l’interfase e la fase M

L’interfase rappresenta l’intervallo tra una fase M e la successiva e occupa una ampia parte

del ciclo vitale. L’interfase viene suddivisa in tre stadi G1, S, G2

La fase M include la Mitosi e la citodieresi (divisione del citoplasma).

Le cellule in base alla loro capacità di dividersi si suddividono in tre categorie:

- Cellule in continua divisione cellulare:

cellule che rimangono in ciclo (es. epidermide)

- Cellule stabili:

Cellule che dopo la differenziazione escono dal ciclo ed entrano in una fase quiescente detta

G0 (G zero) dalla quale possono ritornare in ciclo se opportunamente stimolate.

(es. epatociti)

- Cellule perenni:

Cellule che dopo la differenziazione escono definitivamente dal ciclo entrando in una fase

detta GZ (es. neuroni).

Esiste una correlazione negativa tra duplicazione e specializzazione, cioè in generale, più una

cellula è specializzata meno andrà incontro a divisione

Cellula procariotica

La divisione cellulare è rapida e semplice.

I batteri non hanno un nucleo e contengono un solo cromosoma di DNA circolare attaccato

alla membrana plasmatica dove resta mentre si duplica.

I due cromosomi si separano durante la crescita della cellula.

Quando essa ha raggiunto dimensioni pressoché doppie, si divide per scissione semplice

(scissione binaria)

Cellula eucariotica

La divisione cellulare è assai più complessa:

il DNA è complesso con proteine e si organizza prima della divisione in strutture dette

cromosomi.

Il citoplasma contiene un ampio corredo di organelli da distribuire equamente tra le cellule

figlie

La divisione cellulare (mitosi o meiosi) ha luogo quindi mediante una successione continua di

eventi coordinanti e sincroni che vengono chiamati ciclo cellulare

Interfase (G1, S, G2)

Fase G1

La cellula entra dapprima in fase G1 (durata 0-20 h)

La cellula raddoppia il suo volume, svolge le funzioni a lei deputate e nella tarda fase G1

attiva i geni responsabili della duplicazione del DNA

Fase S

Durata: 6-8 h; la cellula duplica fedelmente il DNA e i centrioli

Fase G2

Durata: 3-4 h; viene reclutata la tubulina per il fuso, si sintetizzano e si attivano i fattori

proteici necessari per la mitosi

Il DNA si condensa e si iniziano ad evidenziare i cromosomi

Fase M

Durata: 0,5-1 h; dopo di che le due cellule che derivano dall’evento di divisione entrano nello

stadio G1 dell’interfase successiva.

 Regolazione del ciclo cellulare

Per il ciclo cellulare vale il concetto dell’unidirezionalità e dell’irreversibilità.

Gli eventi del ciclo cellulare devono avvenire in una certa sequenza che va mantenuta,

anche se una delle fasi si protrae più del previsto.

Esistono dei freni molecolari capaci di arrestare il ciclo a vari “posti di blocco”, detti punti di

controllo (check points), che evitano il passaggio alla fase successiva se la precedente deve

ancora concludersi

Primo check point

In G1 c’è un primo punto di controllo precoce che tiene conto:

- Della massa cellulare (dimensioni sotto la soglia critica)

- Del rapporto ottimale nucleo/citoplasma

- Delle condizioni del DNA

Tale punto di controllo arresta il sistema e non permette alla cellula di proseguire in G1

se non si verificano le precedenti condizioni o se il DNA è danneggiato.

Superato il primo punto di controllo la cellula deve essere stimolata da fattori proteici esogeni

e deve trovare condizioni ambientali opportune per progredire nel ciclo.

Gli stimoli sono rappresentati in primo luogo da:

- Fattori di crescita di competenza

(PDFG, FGF…) che agiscono nella prima parte di G1 (azione irreversibile)

- Fattori di crescita di progressione

(EGF, insulina…) che agiscono solo se preceduti da fattori di competenza.

In cultura cellulari è stato dimostrato che le cellule smettono di dividersi se manca loro lo

spazio (inibizione da contatto); in questo caso diminuisce la sintesi proteica e la cellula

smette di proliferare.