Basi biologiche e genetica umana - la moltiplicazione delle cellule

La moltiplicazione delle cellule

La divisione cellulare è richiesta:

• Nella riproduzione (ad es. organismi unicellulari come lievito, Amoeba o Chlamidomonas)
• Nell'accrescimento (aumento del numero di cellule)
• Per il ricambio di cellule distrutte

Ciclo cellulare

Insieme di eventi che si verificano tra una divisione cellulare e la successiva (15-40 ore sia negli animali che nelle piante):

• Necessità della replicazione del materiale genetico (mitosi)
• Necessità della costituzione di due nuove cellule (citocinesi)

Fase G1

Ha la durata più variabile e accadono eventi necessari per l'ingresso in fase S (ad es. produzione di enzimi per la replicazione). Tre possibilità di proseguimento:

• La cellula va incontro a quiescenza reversibile (G0)
• Il ciclo continua
• Il ciclo si arresta definitivamente (ad es. neuroni differenziati)

In alcuni tipi cellulari la fase G1 non esiste (ad es. nelle cellule embrionali ai primi stadi di segmentazione).

Fase S

Un potenziale fattore citoplasmatico diffusibile promuove la replicazione del DNA.

Fase G2

Periodo di preparazione alla condensazione dei cromosomi (fosforilazione dell'istone H1, sintesi di tubulina). Esistono cellule in coltura in cui manca la fase G2.

Fase M (mitosi)

Inizia con la condensazione dei cromosomi e termina con la decondensazione, divisa in 5 fasi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase.

Controllo del ciclo cellulare

Punti di controllo: controlla che i fenomeni intracellulari siano stati completati prima che la cellula si divida e permette l'entrata in un nuovo ciclo se le condizioni esterne lo consentono (solo negli organismi eucarioti unicellulari).

Meccanismo molecolare generico

• Attivazione di protein-chinasi specifiche da parte di proteine presenti nel citoplasma in maniera fase-dipendente denominate cicline

Induttori interni della mitosi

Ciclo di attivazione/disattivazione delle protein-chinasi ciclina-dipendenti (ad es. fattore di maturazione dell'ovocita (MPF)).

Induttori esterni della mitosi

Polipeptidi che si legano a recettori tirosin-chinasici.

Struttura del centromero e cinetocore.

Profase

• Avvolgimento dei cromosomi
• Disgregazione del nucleolo (in alcuni protozoi non si disgrega e si divide all'anafase)
• Frammentazione dell'involucro nucleare (fosforilazione delle lamine nucleari)

Il centrosoma contiene tubulina.

Prometafase

• Si forma il fuso mitotico
• I cromosomi si collegano al fuso fibre fusali polari

MAP del fuso – actina – miosina – chinesina – dineina del fuso.

Metafase