Il ciclo cellulare
si dividono Attivamente le cellule eucariote passare attraverso una serie di fasi noti collettivamente come il ciclo cellulare: due gap fasi (G1 e G2); S (sintesi) fase, in cui il materiale genetico è duplicato; e M a fase, in cui la mitosi partizioni il materiale genetico e la cellula si divide.
- Fase G1. I cambiamenti metabolici preparano la cellula alla divisione., Ad un certo punto – il punto di restrizione-la cella è impegnata nella divisione e si sposta nella fase S.
- S fase. La sintesi del DNA replica il materiale genetico. Ogni cromosoma ora consiste di due cromatidi fratelli.
- Fase G2. I cambiamenti metabolici assemblano i materiali citoplasmatici necessari per la mitosi e la citocinesi.
- Fase M. Una divisione nucleare (mitosi) seguita da una divisione cellulare (citocinesi).
Il periodo tra le divisioni mitotiche – cioè G1, S e G2 – è noto come interfase.,
Mitosi
La mitosi è una forma di divisione cellulare eucariotica che produce due cellule figlie con la stessa componente genetica della cellula madre. I cromosomi replicati durante la fase S sono divisi in modo tale da garantire che ogni cellula figlia riceva una copia di ogni cromosoma. Nella divisione attiva delle cellule animali, l’intero processo richiede circa un’ora.
I cromosomi replicati sono attaccati ad un “apparato mitotico” che li allinea e quindi separa i cromatidi fratelli per produrre un partizionamento uniforme del materiale genetico., Questa separazione del materiale genetico in una divisione nucleare mitotica (o cariocinesi) è seguita da una separazione del citoplasma cellulare in una divisione cellulare (o citocinesi) per produrre due cellule figlie.
In alcuni organismi unicellulari la mitosi costituisce la base della riproduzione asessuata. Negli organismi pluricellulari diploidi la riproduzione sessuale comporta la fusione di due gameti aploidi per produrre uno zigote diploide. Le divisioni mitotiche dello zigote e delle cellule figlie sono quindi responsabili della successiva crescita e sviluppo dell’organismo., Nell’organismo adulto, la mitosi svolge un ruolo nella sostituzione cellulare, nella guarigione delle ferite e nella formazione del tumore.
La mitosi, sebbene sia un processo continuo, è convenzionalmente divisa in cinque fasi: prophase, prometafase, metafase, anafase e telophase.
Le fasi della mitosi
Profase
Profase occupa oltre la metà della mitosi. La membrana nucleare si rompe per formare un numero di piccole vescicole e il nucleolo si disintegra., Una struttura nota come centrosoma si duplica per formare due centrosomi figlie che migrano verso le estremità opposte della cellula. I centrosomi organizzano la produzione di microtubuli che formano le fibre del fuso che costituiscono il fuso mitotico. I cromosomi si condensano in strutture compatte. Ogni cromosoma replicato può ora essere visto come costituito da due cromatidi identici (o cromatidi fratelli) tenuti insieme da una struttura nota come centromero.,
Prometafase
I cromosomi, guidati dai loro centromeri, migrano verso il piano equatoriale nella linea mediana della cellula-ad angolo retto rispetto all’asse formato dai centrosomi. Questa regione del fuso mitotico è conosciuta come la piastra metafase. Le fibre del fuso si legano a una struttura associata al centromero di ciascun cromosoma chiamata cinetocoro. Le singole fibre del fuso si legano a una struttura cinetocore su ciascun lato del centromero. I cromosomi continuano a condensarsi.,
Metafase
I cromosomi si allineano lungo la piastra metafase dell’apparato mandrino.
Anafase
Lo stadio più breve della mitosi. I centromeri si dividono e i cromatidi fratelli di ciascun cromosoma vengono separati-o “disgiunti” – e si spostano alle estremità opposte della cellula, tirati dalle fibre del fuso attaccate alle regioni del cinetocoro. I cromatidi sorella separati sono ora indicati come cromosomi figlia., (È l’allineamento e la separazione in metafase e anafase che è importante nel garantire che ogni cellula figlia riceve una copia di ogni cromosoma.)
Telofase
Lo stadio finale della mitosi e un’inversione di molti dei processi osservati durante la profase. La membrana nucleare si riforma attorno ai cromosomi raggruppati in entrambi i poli della cellula, i cromosomi si srotolano e si diffondono e le fibre del fuso scompaiono.
Citocinesi
La divisione cellulare finale per formare due nuove cellule., Nelle piante si forma una piastra cellulare lungo la linea della piastra metafase; negli animali c’è una costrizione del citoplasma. La cellula entra quindi nell’interfase – l’intervallo tra le divisioni mitotiche.
Meiosi
La meiosi è la forma di divisione cellulare eucariotica che produce cellule sessuali aploidi o gameti (che contengono una singola copia di ciascun cromosoma) da cellule diploidi (che contengono due copie di ciascun cromosoma). Il processo assume la forma di una replicazione del DNA seguita da due successive divisioni nucleari e cellulari (Meiosi I e Meiosi II)., Come nella mitosi, la meiosi è preceduta da un processo di replicazione del DNA che converte ciascun cromosoma in due cromatidi fratelli.
Meiosi I
La meiosi I separa le coppie di cromosomi omologhi.
Nella Meiosi I una divisione cellulare speciale riduce la cellula da diploide a aploide.
Profase I
I cromosomi omologhi accoppiano e scambiano il DNA per formare cromosomi ricombinanti. La prophase I è divisa in cinque fasi:
- Leptotene: i cromosomi iniziano a condensarsi.,
- Zygotene: i cromosomi omologhi diventano strettamente associati (sinapsi) per formare coppie di cromosomi (bivalenti) costituiti da quattro cromatidi (tetradi).
- Pachytene: incrocio tra coppie di cromosomi omologhi per formare chiasmata (sing. chiasma).
- Diplotene: i cromosomi omologhi iniziano a separarsi ma rimangono attaccati dal chiasmata.
- Diakinesis: i cromosomi omologhi continuano a separarsi e i chiasmata si spostano alle estremità dei cromosomi.,
Prometafase I
Apparato fuso formato e cromosomi attaccati alle fibre del fuso da cinetocori.
Metafase I
Coppie omologhe di cromosomi (bivalenti) disposte come una doppia fila lungo la piastra metafase. La disposizione dei cromosomi accoppiati rispetto ai poli dell’apparato del mandrino è casuale lungo la piastra metafase. (Questa è una fonte di variazione genetica attraverso l’assortimento casuale, poiché i cromosomi paterni e materni in una coppia omologa sono simili ma non identici., Il numero di possibili arrangiamenti è 2n, dove n è il numero di cromosomi in un insieme aploide. Gli esseri umani hanno 23 cromosomi diversi, quindi il numero di combinazioni possibili è 223, che è oltre 8 milioni.)
Anafase I
I cromosomi omologhi in ogni bivalente sono separati e si spostano ai poli opposti della cellula
Telofase I
I cromosomi diventano diffusi e la membrana nucleare si riforma.
Citocinesi
La divisione cellulare finale per formare due nuove cellule, seguita da Meiosi II., La meiosi I è una divisione di riduzione: la cellula diploide originale aveva due copie di ciascun cromosoma; le cellule aploidi appena formate hanno una copia di ciascun cromosoma.
Meiosi II
La meiosi II separa ciascun cromosoma in due cromatidi.
Gli eventi di Meiosi II sono analoghi a quelli di una divisione mitotica, sebbene il numero di cromosomi coinvolti sia stato dimezzato.,
la Meiosi genera la diversità genetica attraverso:
- lo scambio di materiale genetico tra cromosomi omologhi durante la Meiosi
- casuale allineamento dei cromosomi materni e paterni nella Meiosi I
- casuale allineamento della sorella cromatidi a Meiosi II