Ciclo cellulare

CELLULA EUCARIOTICA

Cellula matura:

non si divide = è una cellula del muscolo scheletrico, nervosa o un eritrocita

➔ si divide

➔

Il passaggio della cellula da una fase di divisione ad un'altra avviene in STADI e

l'insieme di questi stadi costituisce il CICLO CELLULARE:

durata media: 8-20 ore, a seconda del tipo di cellula.

➔

Il ciclo di vita di una cellula consiste di due fasi:

1. una fase di accrescimento = INTERFASE

2. una fase di divisione = FASE M (=MITOSI+CITOCINESI)

1) INTERFASE = consiste di 3 sottofasi:

G1 = gap1 = intervallo1 = normale crescita

➔ *se la cellula non entra in divisione si arresta a questa fase, che diventa fase G 0

S = fase di sintesi = replicazione del DNA, sintesi degli ISTONI, sintesi delle

➔ COESINE, duplicazione dei centrioli

G2 = gap2 = intervallo 2 = aumento della sintesi proteica per preparare la

➔ cellula alla divisione

2) FASE M:

MITOSI = divisione nucleare: vengono prodotti 2 nuclei identici a quelli della

➔ cellula madre

CITOCINESI/CITODIERESI = divisione del citoplasma della cellula madre

➔ per formare 2 cellule figlie distinte. [si verifica generalmente durante la

telofase della mitosi]

La Mitosi è un processo continuo, ma per facilità di studio è diviso in 5 stadi: profase,

pro-metafase, metafase, anafase, telofase con citocinesi.

1) PROFASE:

inizia la compattazione dei cromosomi in CROMOSOMI DICROMATIDICI =

✔ essendo stato duplicato il materiale genetico in fase S, il cromosoma (=DNA

compattato e spiralato) non si organizza nella forma di 1singolo bastoncello

(=1 cromatidio), ma nella forma di 2 BASTONCELLI (= 2 cromatidi fratelli).

*Ogni CROMATIDIO possiede la regione del CENTROMERO.

A livello del centromero si ha:

> associazione di 2 cromatidi fratelli,

> presenza del complesso proteico COESINA a legare i cromatidi: la coesina

tiene uniti i cromatidi fratelli per tutta la lunghezza del cromosoma, ma la sua

presenza risulta particolarmente densa in questa regione,

> associazione della struttura proteica del CINETOCORE, la quale sarà

“giuntura” nel legame cromatidio-microtubulo.

l'involucro nucleare inizia a frammentarsi.

✔ i centrioli migrano ai poli della cellula, determinando lo spostamento del

✔ centrosoma (o regione MTOC) : quì il compito dei centrioli è organizzare la

sostanza perinucleolare, un ammasso di fibrille.

il citoscheletro si disassembla: è avviato lo sviluppo del fuso mitotico, che si

✔ irraggia a partire dalla sostanza perinucleolare.

2) PRO-METAFASE:

membrana nucleare totalmente disciolta: frammenti sequestrati all'interno di

✔ vescicole per poter essere riutilizzati alla fine dell'intero processo, per la

formazione delle 2 carioteche;

fuso mitotico completamente assemblato in 3 tipi di microtubuli:

✔ 1.microtubuli polari: si estendono in lunghezza dai 2 poli sovrapponendosi a

livello dell'equatore,

2.microtubuli dell'aster: corti, si irradiano a stella dal centrosoma,

3.microtubuli dei cinetocori: svolgono il loro processo di “RICERCA E

CATTURA”: ciascuno si allunga siano a raggiungere un cromatidio a livello

del suo centromero, al fine di ancorarsi al cinetocore;

in questa fase deve verificarsi questo, che, dato un cromosoma, formato da due

✔ cromatidi fratelli, A e B, ogni cromatidio A deve essere agganciato da un

microtubulo e ogni cromatidio fratello B dal microtubulo di emisfero cellulare

opposto;

mentre i cromosomi si muovono verso la piastra metefasica, i microtubuli ad

✔ essi agganciati si allungano/si accorciano aggiungendo/togliendo unità di

tubulina all'estremità più del microtubulo, quella vicina al cinetocore;

le coesine iniziano a dissociarsi, rimnendo solo a livello del centromero.

✔

3) METAFASE:

i cromosomi [al massimo grado di condensazione: cromosomi metafasici] si

✔ allineano sulla piastra metafasica/piano equatoriale;

le coesine a livello del centromeero si dissociano.

✔

4) ANAFASE:

inizio: i cromatidi fratelli si separano: i cromatidi singoli, in questa fase,

✔ prendono il nome di cromosomi disgiunti;

fine: tutti i cromosomi hanno raggiunto i poli;

*analisi dei meccanismi di movimento dei cromosomi:

I) processo di depolimerizzazione dei microtubuli: le proteine motrici

agganciate ai cinetocori spostano il cinetocore in direzione dei poli, mentre il

microtubulo superato va incontro a depolimerizzazione;

II) “allungamento/stiramento” del fuso mitotico: i microtubuli polari si

allungano, allontanandosi gli uni dagli altri, riducendo in questo modo la loro

sovrapposizione ai poli: questo significa anche un allontanamento dei poli, uno

stiramento complessi della cellula, e quindi anche un allontanamento dei

cromosomi disgiunti, tirati dai microtubuli, a cui sono agganciati, verso

direzioni opposte.

5) TELOFASE:

i cromosomi raggiungono i poli, dove inizia la loro DECONDENSAZIONE e

✔ DESPIRALIZZAZIONE;

ricomposizione dell'involucro nucleare (2 nuovi nuclei)

✔ i microtubuli del fuso scompaiono.

✔ CITOCINESI = divisione del citoplasma per produrre 2 cellule figlie.

✔ Nella citocinesi animale si forma un anello di ACTO-MIOSINA

CONTRATTILE, associato alla membrana plasmatica nella sua regione

equatoriale. Probabilmente, l'attività motrice della miosina muove l'actina in

modo da causare una costrizione >>> un SOLCO DI DIVISIONE sempre più

profondo >>> sino alla separazione citoplasmatica. L'anello, infine, viene

disassemblato.

I cromosomi contengono geni in grado di codificare per tutti gli organelli di cui la

cellula ha bisogno. Quegli organelli come il MITOCONDRIO e i CLOROPLASTI,

che la cellula non è in grado di produrre da sé con i suoi geni, vengono duplicati

prima della mitosi, nell'interfase, e distribuiti più o meno equamente al momento

della citocinesi.

CELLULA PROCARIOTICA: scissione binaria

BATTERI = non hanno nucleo, perciò la loro divisione è unica e porta alla

formazione di 2 cellule procariotiche figlie a partire da una cellula procariotica

madre.

INTERFASE: duplicazione della molecola di DNA circolare.

DIVISIONE:

i cromosomi duplicati si dispongono su poli opposti della cellula;

✔ la citocinesi è controllata da un ANELLO PROTEICO Z.

✔

REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE

Il ciclo cellulare comprende 100inaia di eventi sequenziali.

Si necessita di un controllo del loro ordine.

La cellula sviluppa meccanismi di controllo.

L'intero ciclo è intervallato da piccoli, cosiddetti; punti di controllo del ciclo