Ciclo cellulare, duplicazione dna e replicazione telomeri

Ciclo cellulare

Può durare circa 24 o 48 ore. Nel primo caso, la fase G1 dura 10-11 ore, la S 7-8 ore, G2 3-4 ore e la mitosi 1 ora. Se la fase G1 si protrae molto, si parla di una fase G0 di attesa, come per i linfociti, in attesa di uno stimolo antigenico o attesa lunga tutta la vita come per le cellule muscolari e nervose.

NB: La mitosi permette ad una cellula madre di generare due cellule figlie anch'esse con 46 cromosomi. 10¹⁴ sono mitosi per la moltiplicazione delle cellule, cioè per la crescita dall'embrione fino all'età adulta. Quando termina, la mitosi dura per tutta la vita. Le cellule epatiche entrano direttamente in fase G0 dove rimangono per tutta la vita, ma in caso di necessità possono uscire da quella fase e andare in mitosi.

Quando avviene la mitosi

Si parla di:

• Cariodieresi, divisione del materiale nucleare (entrambe le cellule figlie avranno 46 cromosomi, ognuno formato da un singolo cromatidio con contenuto di DNA pari a 2c).
• Citodieresi, entrambe le figlie avranno metà del citoplasma della madre.

Fasi del ciclo cellulare

• Fase G1 (trascrizione e traduzione): fase più lunga per l'intensa attività biosintetica della cellula, che deve trascrivere tutti i tipi di RNA, tradurre tutte le possibili proteine e raggiungere il volume della madre (si devono formare tutti gli organuli cellulari). In sintesi, dal citoplasma dimezzato → sintesi di RNA, proteine e organuli.
• Fase S (duplicazione): sintesi di DNA e istoni. Da DNA 2c a 4c. Da cromosomi a singolo cromatidio a cromosomi con due cromatidi.
• Fase G2: crescita con sintesi di tubulina (costituisce il fuso mitotico, nel citoplasma).

Il passaggio da G0 a G1 e da G1 a S non è spontaneo, ma richiede l'intervento di messaggi extracellulari chiamati mitogeni o fattori di crescita, che stimolano la trascrizione di messaggeri specifici per le proteine regolatrici, cicline e chinasi ciclino-dipendenti (CdK). Esse agiscono su punti di controllo o checkpoint attraverso cui la cellula può passare da una fase all'altra.

Punti di controllo (checkpoint)

• 1° checkpoint (punto di controllo G1) o START: se viene superato, la cellula non può più tornare indietro. È posto alla fine della fase G1, valuta:
  • Le dimensioni della cellula
  • La presenza di sostanze nutrienti
  • La presenza di fattori di crescita
  • La presenza di danni al DNA
• 2° checkpoint, alla fine di G2, controlla:
  • Dimensioni della cellula
  • Completamento replicazione del DNA
• 3° checkpoint (punto di controllo dell'assemblaggio del fuso) tra metafase e anafase della mitosi, controlla il corretto attacco dei cromosomi alla piastra metafasica (al fuso).