LA MITOSI

LA DIVISIONE CELLULARE - EUCARIOTI Le cellule eucariotiche si dividono con due meccanismi: MITOSI e MEIOSI Gli organismi degli eucarioti complessi (animali) derivano da uno zigote, unica cellula formata dall’unione della cellula uovo con lo spermatozoo, attraverso numerosi cicli di divisione cellulare per mitosi MITOSI = DIVISIONE DELLE CELLULE SOMATICHE I GAMETI, cellule aploidi, sono generati da cellule somatiche specializzate per MEIOSI 2N 2N MITOSI MEIOSI 2N N

IL CARIOTIPO UMANO N = numero di tipi di cromosomi omologhi Nell’uomo N = 23 23 COPPIE DI CROMOSOMI = 22 COPPIE DI AUTOSOMI + UNA COPPIA DI CROMOSOMI SESSUALI 46 XY

La divisione cellulare è implicata nella riproduzione asessuata e sessuata La divisione cellulare avviene quando una cellula «madre» si divide, producendo due nuove cellule «figlie». La divisione cellulare si verifica sia nel caso della riproduzione asessuata sia nel caso di quella sessuata.

La divisione cellulare è implicata nella riproduzione asessuata e sessuata Nella riproduzione asessuata, ciascuna cellula figlia riceve una copia del DNA della cellula madre. Le nuove cellule sono quindi geneticamente identiche alla cellula madre. Un aumento del numero di cellule somatiche in un organismo pluricellulare o un aumento del numero di organismi unicellulari sono forme di riproduzione asessuata. Durante la riproduzione sessuata, due gameti (cellula uovo e spermatozoo) si uniscono e la prole riceve una combinazione del DNA dei genitori. La prole ha quindi una composizione genetica unica.

La divisione cellulare è implicata nella riproduzione asessuata e sessuata Negli organismi pluricellulari, la divisione cellulare asessuata avviene quando crescono e quando riparano i loro tessuti. Le cellule somatiche sono tutte le cellule che formano il corpo di un organismo adulto, ad eccezione dei gameti. Le cellule staminali sono cellule indifferenziate, presenti in determinate localizzazioni, che mantengono la capacità di differenziarsi in cellule specializzate.

I procarioti si riproducono per via asessuata I procarioti si riproducono per scissione binaria.

Nel ciclo cellulare le cellule somatiche si dividono per mitosi Il ciclo cellulare è una sequenza ordinata di fasi che si susseguono tra il momento in cui una nuova cellula prende origine dalla divisione di una cellula madre e il momento in cui essa stessa dà origine a due cellule figlie identiche. Il ciclo viene suddiviso in interfase e fase della mitosi.

L’interfase Gran parte del ciclo cellulare trascorre nell’interfase, quel periodo speso dalla cellula per svolgere le proprie funzioni. La duplicazione del DNA avviene a metà circa dell’interfase e ne caratterizza le tre sottofasi: stadio G1 – la cellula duplica i propri organuli e accumula materiali da usare per la duplicazione del materiale genetico; stadio S – durante lo stadio di sintesi i cromosomi si duplicano in due cromatidi fratelli; ciascuno possiede una doppia elica di DNA all’inizio dello stadio e due alla fine; stadio G2 – la cellula continua a duplicare i propri organuli e sintetizza le proteine necessarie per la divisione.

I cromosomi eucariotici sono visibili durante la divisione cellulare Quando una cellula eucariotica non è in divisione, il DNA presente in un cromosoma si trova in una massa intricata di filamenti sottili, la cromatina. Prima della divisione nucleare, la cromatina si spiralizza e si condensa; ogni singolo cromosoma diventa così ben visibile.

I cromosomi eucariotici sono visibili durante la divisione cellulare Ciascuna specie di organismo ha un numero cromosomico caratteristico. Questa cifra indica il numero diploide (2n) di cromosomi. Le cellule somatiche sono diploidi (2n): ogni cromosoma è presente in due copie. I gameti sono aploidi (n): le cellule uovo e gli spermatozoi hanno un singolo cromosoma per tipo.

La mitosi mantiene inalterato il numero di cromosomi La divisione cellulare avviene durante la fase della mitosi. Come risultato della mitosi, le due cellule figlie possiedono un corredo genetico identico a quello della cellula madre. Anche se la mitosi è un processo continuo, si possono distinguere alcune fasi: profase – la cromatina è condensata e i cromosomi visibili; metafase – i cromosomi sono allineati al centro della cellula e ancorati a una fibra del fuso mitotico; anafase – i cromatidi fratelli si staccano e vengono portati ai poli opposti del fuso; telofase – si stanno formando le cellule figlie.

FASI DELLA MITOSI

FASI DELLA MITOSI

CITODIERESI DIVISIONE DEL CITOPLASMA, inizia durante la telofase della mitosi con la comparsa di un solco, in corrispondenza del quale la cellula viene stretta da un fascio circolare.

La citodieresi è la divisione del citoplasma La separazione delle cellule animali avviene grazie alla formazione di un solco di scissione, cioè un’intaccatura della membrana plasmatica. Nelle cellule vegetali, la citodieresi implica la sintesi di una nuova membrana plasmatica, generata da vescicole che si fondono formando una piastra cellulare, e di una nuova parete cellulare. Cellula animale (a sinistra) e vegetale (in alto)

FASI DELLA MITOSI

FASI DELLA MITOSI

CITODIERESI DIVISIONE DEL CITOPLASMA, inizia durante la telofase della mitosi con la comparsa di un solco, in corrispondenza del quale la cellula viene stretta da un fascio circolare.

INTERFASE Centriolo Nucleo DNA duplicato

INTERFASE

PROFASE

PROMETAFASE

METAFASE

ANAFASE

ANAFASE

ANAFASE

ANAFASE

ANAFASE

ANAFASE

ANAFASE

TELOFASE

CITODIERESI

Il ciclo cellulare è soggetto a vari sistemi di controllo Il ciclo cellulare presenta precisi punti di controllo che fanno continuare il ciclo solo se tutto procede nel verso giusto. In caso contrario, la cellula va incontro all’apoptosi (distruzione cellulare programmata). 1. Punto di controllo G1 Punto di controllo del ciclo cellulare. La cellula entra nella fase G0 o, se il DNA è danneggiato in modo irreparabile, avviene l’apoptosi. Altrimenti, la cellula viene avviata alla divisione, proseguendo il ciclo. 3. Punto di controllo M Punto di controllo del fuso mitotico. Se i cromosomi non sono allineati correttamente lungo le fibre del fuso, la mitosi non procede. 2. Punto di controllo G2 Punto di controllo della mitosi. La divisione mitotica avviene solo se il DNA è duplicato correttamente, altrimenti, se il DNA è danneggiato in modo irreparabile, avviene l’apoptosi.

Le cellule cancerose hanno caratteristiche anomale Le cellule cancerose non sono specializzate, non contribuiscono al funzionamento degli organi e presentano un nucleo abnorme. Le cellule cancerose possono spostarsi e dare origine a tumori anche in tessuti diversi da quello di origine; tali cancri invasivi sono chiamati metàstasi.