Ciclo cellulare

Ciclo cellulare-Mitosi-Meiosi

Gli organismi pluricellulari complessi sono formati da miliardi di cellule diverse

Anche se con funzioni diverse,

che svolgono funzioni specifiche. tutte derivano da

, lo zigote, o cellula uovo fecondata.

un’unica cellula

Durante lo sviluppo embrionale, dallo zigote si generano tutte le cellule che

costituiscono i diversi tessuti e caratterizzano un organismo vivente.

2 processi fondamentali affinchè lo zigote si sviluppi in un organismo completo:

1- La singola cellula deve crescere e dividersi per dare origine a più cellule;

2- ,

Le cellule che da essa originano devono acquisire proprietà peculiari

trascrivendo specifici geni che le portino a formare i vari tessuti

dell’organismo. ciclo cellulare differenziamento cellulare.

Questi 2 processi sono il e il

Si è scoperto recentemente che un terzo processo svolge un ruolo importante

la morte cellulare.

nell’omeostati tissutale: complessivamente

Ciclo, differenziamento e morte cellulare determinano lo stato

di una cellula e quindi

proliferativo di un tessuto.

Divisione cellulare

Negli la divisione cellulare corrisponde alla riproduzione

organismi unicellulari

negli organismi pluricellulari, la divisione cellulare è

dell’intero organismo;

la determinazione, l’accrescimento e l’omeostasi dei diversi tessuti.

prerogativa per

Gli organismi unicellulari più semplici, . La

i procarioti, si dividono per scissione

cellula aumenta di dimensioni, replica il DNA e successivamente si divide dando

vita a due celule figlie. Il cromosoma si replica e le due nuove molecole di DNA si

separano una dall’altra mentre la cellula si allunga. Alla fine, nella zona

equatoriale della cellula si formerà una strozzatura che progressivamente si

accentuerà fino a scindere la cellula nelle due cellule figlie.

La divisione cellulare nei batteri è un processo rapido e dura < 30 min.

la divisione cellulare è più complessa e ne esistono di due tipi:

Negli eucarioti

mitosi e meiosi.

Tutte le cellule della linea somatica e quele della germinale non differenziate

(ovogoni e spermagoni) si dividono per mitosi; la meiosi è un processo che

interessa solo la linea germinale ed in particolare quelle cellule che hanno inizato

il percorso differenziativo.

Durante la mitosi il patrimonio genetico viene fedelmente replicato ed equamente

ripartito tra le cellule figlie.

Al termine della meiosi invece il parimonio genetico delle cellule figlie è diverso

motivi:

per 2

1. Il patrimonio cromosomico risulta dimezzato da diploide (2n) a aploide (n).

(ploidia = il numero delle serie di cromosomi delle cellule di un organismo:

le cellule diploidi possiedono coppie di cromosomi omologhi, le cellule

aploidi hanno un solo set di cromosomi)

2. Attraverso processi di ricombinazione omologa si aumenta la variabilità del

patrimonio genetico.

La durata del ciclo varia tra i vari tipi cellulari:

• fibroblasti 24 ore

• fasi iniziali dello sviluppo embrionale poche ore

• cellule che non si dividono mai (muscolari)

• cellule che eventualmente riprendono a dividersi (cellule epatiche)

• cellule che si dividono continuamente in tessuti che si rinnovano come

epidermide, epitelio intestinale, endotelio

Ciclo cellulare

Le cellule eucariotiche riproducono se stesse grazie ad una serie ordinata di

che ad ogni divisione cellulare si ripetono con la medesima sequenza.

eventi

Questa sequenza di eventi sfocia nella riproduzione delle cellule e è stata

denominata . Lo scopo del ciclo cellulare è di generare due cellule

ciclo cellulare

figlie con lo stesso patrimonio cromosomico della cellula madre.

3

Durante il ciclo cellulare molte attività,

la cellula svolge di queste sono

fondamentali affinchè la cellula possa dividersi; essa deve:

- replicare il DNA

- prepararsi alla divisione, modificando in modo appropriato i propri

organuli e il proprio genoma attraverso

- separare fisicamente in 2 parti il citoplasma un processo

citodieresi.

denominato

DIFFERENTI FASI DEL CICLO CELLULARE

I primi biologi cellulari, studiando la crescita delle cellule dal vivo, osservavano

principalmente la fase della mitosi – Fase M.

Il lungo periodo che separa una mitosi da quella successiva è detto .

Interfase

Durante l’interfase cellula cresce di dimensioni, replica il DNA e monitora che il

la

DNA non abbia accumulato un numero eccessivo di mutazioni. Molte delle attività

cellulari dell’interfase avvengono in modo ordinato e sequenziale:

Fase S: replicazione del DNA.

Fase G1 e G2: intervalli che separano la fase S da quelle adiacenti.

(citodieresi).

Il ciclo termina con la mitosi e la separazione in 2 della cellula

momento decisionale

Il punto di restrizione in è un prima del quale la

G o START

1

cellula decide se dividersi ed entrare in fase S oppure se uscire dal ciclo per

entrare in uno stato di non proliferazione denominato fase G del ciclo cellulare o

0

quiescenza. G1 -> fase S -> G2 -> fase M cellule staminali,

Le cellule che si dividono in continuazione sono le cellule

caratteristica del

indifferenziate che dividendosi danno origine a cellule figlie. Una

asimmetria;

ciclo cellulare delle cellule staminali è la sua la mitosi di una cellula

staminale genera infatti due cellule figlie che hanno a disposizione 2 alternative:

oppure

rimanere cellule staminali intraprendere la strada che lo porterà a

ed a uscire dal ciclo ed eventualmente morire.

differenziarsi (2n)

Le cellule somatiche umane sono diploidi ed hanno un patrimonio di 46

(n) i (parzialmente

cromosomi corrispondente a 23 coppie di cromosomi omologh

omologhi nel maschio, XY). Nelle cellule umane esistono 2 coppie per ogni gene,

ad eccezione dei geni presenti sul cromosoma X nelle cellule maschili.

Proteine chiave del ciclo cellulare

1. cicline

2. cyclin-dependent kinases (cdk) : chinasi dipendenti dalle cicline

CICLINE

Dopo la fecondazione, lo zigote va incontro a rapide divisioni cellulari. Alcuni

cambiamenti nel quadro proteico durante le caratteristiche

ricercatori, osservando i

rapide mitosi che si susseguono a fasi S (in assenza di fasi G1 e G2 ben distinte) ,

scoprirono che due proteine si accumulano durante l’interfase per poi scomparire

L’espressione oscillatoria legata al