Ciclo cellulare, Biologia

Il   ciclo   cellulare   è   regolato   da   alcune   proteine   chiamate   cicline;   la   ciclina  

interagisce  nelle  varie  fasi  del  ciclo  con  delle  proteine  chinasi,  chiamate  chinasi  

ciclina-­‐dipendente  (CDK).  Quando  una  CDK  si  unisce  ad  una  ciclina,  esse  formano  

uno   complesso   in   grado   di   fosforilare   determinate   proteine   chiave   per  

l’avanzamento   del   ciclo   cellulare   nelle   sue   varie   fasi.   La   fosforilazione   avviene  

grazie   alla   degradazione   di   una   molecola   di   ATP   da   parte   del   complesso   ciclina   +  

CDK,  che  origina  la  proteina  fosforilata  e  una  molecola  di  ADP.  

Durante  il  ciclo  cellulare  esistono  dei  punti  di  controllo  del  ciclo  stesso,  in  modo  

da   assicurare   alla   cellula,   che   le   operazioni   di   una   particolare   fase   siano   state  

completate  prima  di  passare  a  quella  successiva.    

Le   cellule   eucariotiche   regolano   quindi   il   passaggio   delle   varie   fasi   della   loro   vita  

tramite  questi  complessi  ciclina  –  CDK:    

-­‐ La  ciclina  viene  prima  sintetizzata  e  accumulata  

-­‐ La   ciclina   si   lega   alla   CDK   la   quale   fosforila   determinate   proteine  

necessarie  alla  progressione  del  ciclo  

-­‐ La   ciclina   è   degradata   alla   fine   del   processo   di   transizione   da   una   fase  

all’altra  del  ciclo;  la  CDK  viene  riciclata  per  essere  riutilizzata  in  seguito  

La  concentrazione  delle  cicline  

Le   cicline   sono   così   chiamate   perché   la   loro   concentrazione   all’interno   della  

cellula   varia   in   modo   ciclico   durante   il   ciclo   cellulare;   quando   la   loro  

concentrazione   aumenta   fino   ad   una   certa   soglia,   si   ha   il   passaggio   alla   fase  

successiva   del   ciclo,   come   se   venisse   passato   un   check   point.   Avvenuto   il  

passaggio,   le   cicline   vengono   degradate   dall’ubiquitina   e   la   loro   concentrazione  

diminuisce  rapidamente.  

La  meiosi  

La   meiosi   è   quel   processo   che   porta   alla   formazione   di   gameti   maschili   o  

femminili  in  tutti  gli  organismi  che  attuano  una  riproduzione  sessuata.  

Nella   meiosi,   che   significa   diminuzione,   una   cellula   diploide   va   incontro   a   due  

successive   divisioni   cellulari   che   originano   quattro   cellule   aploidi;   il   numero   di  

cromosomi  è  quindi  dimezzato.  Nella  meiosi  si  ha  una  sola  duplicazione  di  DNA  

che  origina  due  cromosomi  composti  di  due  cromatidi  fratelli.  

Gli  obbiettivi  della  meiosi  sono  di:  

-­‐ Dimezzare   il   numero   di   cromosomi   da   diploide   ad   aploide   (da   due  

cromosomi  omologhi  per  tipo  a  un  solo  cromosoma  per  tipo  delle  coppie  

di  omologhi).  

-­‐ Assicurare  ad  ogni  gamete,  un  corredo  di  cromosomi  completo  e  aploide  

-­‐ Garantire   la   variabilità   genetica   dei   gameti,   che   origina   una   variabilità   dei  

caratteri  nell’individuo  il  quale  sarà  più  o  meno  adatto  a  sopravvivere  in  

determinate  condizioni  ambientali    

Le  fasi  della  meiosi  I:  profase  

Durante   la   profase   (che   può   durare   diverse   settimane)   avvengono   i   processi  

simili   alla   mitosi:   la   cromatina   si   spiralizza   e   si   condensa,   andando   a   formare   i  

cromatidi   che   formano   i   cromosomi   omologhi   uniti   dalla   coesina.   I   cromosomi  

omologhi  inoltre  si  appaiano  e  questo  processo,  definito  sinapsi,  è  reso  possibile  

dal  riconoscimento  di  sequenze  corrispondenti  di  DNA  sui  cromosomi  stessi.  Si  

forma   così   un   complesso   sinaptinemale,   una   struttura   proteica   che   tiene   uniti   i  

cromosomi  omologhi.    

Le  fasi  della  meiosi  I:  prometafase  

Nella   prometafase   si   verifica   il   fenomeno   del   crossing   over,   uno   scambio   di  

materiale   genetico   tra   cromatidi   non   fratelli   di   cromosomi   omologhi;   i   quattro  

cromatidi   di   ogni   coppia   di   cromosomi   omologhi,   costituiscono   le   tetradi.   In  

seguito   al   crossing   over,   si   originano   i   chiasmi,   regioni   dove   i   cromosomi  

omologhi  che  hanno  subito  uno  scambio  di  materiale  attraverso  il  crossing  over,  

si   uniscono   tramite   le   coesine.   L’involucro   nucleare   si   sgretola.

Durante   il   crossing   over,   i   cromatidi   adiacenti   di   ogni   coppia   di   omologhi   si  

spezzano   e   si   ricongiungono,   formando   appunto   i   chiasmi;   quando   questi  

s’interrompono   nelle   fasi   successive,   si   formano   i   cromatidi   ricombinanti  

contenenti  il  materiale  genetico  di  ciascun  cromosoma  omologo.  

Le  fasi  della  Meiosi  I:  Metafase  

Durante   la   metafase,   i   cromosomi   omologhi   sono   allineati   2   a   2   sul   piano  

equatoriale   del   fuso   meiotico   e   i   microtubuli   sono   legati   ai   cinetocori   dei  

cromosomi;   i   microtubuli   legano   con   i   cinetocori   dei   cromatidi   fratelli   posti   sulle  

corrispettive  metà  del  fuso  meiotico.  I  cromosomi  omologhi  sono  uniti  ancora  dai  

chiasmi,   l’involucro   nucleare   è   del   tutto   scomparso.   La   disposizione   dei  

cromosomi   omologhi   lungo   il   piano   equatoriale   è   casuale,   e   questo   fenomeno  

viene  chiamato  assortimento  indipendente.  

Le  fasi  della  Meiosi  I:  anafase  e  telofase  

Nell’anafase  i  cromosomi  omologhi  si  separano  e  migrano  verso  i  2  poli  opposto  

della  cellula  (i  chiasmi  si  rompono).  

Nella  telofase  avviene  la  citocinesi,  con  la  ricomparsa  degli  involucri  nucleari  che  

originano  due  nuclei  contenenti &