MITOSI

Non è facile definire cosa si intende per VITA! Ma sappiamo che … Un sasso? no… Un gatto è vivente… E… una stella di mare ? Una felce ? COSA CARATTERIZZA GLI ORGANISMI VIVENTI ? Gli esseri viventi si nutrono, respirano, crescono, sono sensibili agli stimoli esterni….… Ma qual’è la proprietà più notevole ??

Ma di cosa sono fatti gli organismi viventi? …..la capacità di riprodurre esseri simili a loro Complessivamente .. gli esseri viventi hanno un ciclo di vita nasce cresce si riproduce muore Ma di cosa sono fatti gli organismi viventi?

cellula apparato tessuto organismo organo Ma allora….. Nel 1860 Rudolf Virchow ipotizzò che le cellule dovevano essere le "unità vitali" di tutti gli organismi, e che ogni cellula deriva da un'altra cellula.

Nel nucleo è racchiuso il DNA LA CELLULA EUCARIOTE PROCARIOTE Nel nucleo è racchiuso il DNA Ci occuperemo della cellula Eucariote Ma quante sono queste cellule, e come si formano ?

Il corpo di un essere umano adulto contiene un numero enorme di cellule: circa 60 milioni di milioni! In un essere umano adulto, in ogni secondo, vengono prodotte più di 3 milioni di nuove cellule e queste vanno a sostituirne altrettante morte. Le cellule si RIGENERANO e di questo ce ne accorgiamo per esempio quando ci sbucciamo un ginocchio. Ma ancora di più lo possiamo capire se pensiamo alla crescita… Affinchè avvenga è necessario che il numero delle cellule aumenti, devono proliferare per fare crescere i tessuti e crearne dei nuovi. Ma come si generano queste cellule? Attraverso il processo di duplicazione cellulare detto MITOSI. Quindi la MITOSI SERVE per SOSTITUIRE le cellule MORTE o DANNEGGIATE all’ACCRESCIMENTO cellula madre Si divide in 2 cellule figlie identiche Ma dove avviene? Cosa accade? Quanto dura? ?

suddivise nel seguente modo CICLO CELLULARE Come tutti gli esseri viventi anche le cellule hanno un loro ciclo di vita che può essere suddiviso in varie fasi. Duplicazione (raddoppio) La cellula si divide in 2 parti, ognuna delle quali darà origine a una nuova cellula In una di queste, MITOSI, avviene la DIVISIONE DEL NUCLEO e a seguire quella dell’intera cellula. Accrescimento La cellula appena nata costruisce nuove strutture per diventare adulta Mantenimento La cellula adulta si nutre ed esegue le proprie mansioni Sviluppo La cellula si prepara alla riproduzione e sintetizza i materiali necessari a generare due cellule figlie Viene definita in generale INTERFASE, tutto ciò che accade tra una divisione e la successiva 8-10 ore In quanto tempo ?? Indicativamente… il ciclo complessivo è di 24 ore suddivise nel seguente modo 6-9 ore 1 ora 4-5 ore

MITOSI: dal greco mitos = filo PRODUCE UNA SERIE DI CELLULE TUTTE UGUALI TRA LORO COME PERLE SUL FILO DI UNA COLLANA Il meccanismo di duplicazione è molto delicato e complesso perché? Il nucleo della cellula contiene la cromatina (fatta di lunghissime molecole di DNA) che appare come una matassa di fibre ripiegate. E’ necessaria una corretta duplicazione e divisione del DNA. Ogni cellula FIGLIA deve ricevere lo stesso DNA della cellula MADRE La ripartizione in quantità uguali del contenuto nucleare deve avvenire con GRANDE PRECISIONE Il DNA è in grado di duplicarsi ma ………..

La molecola di DNA così impacchettata risulta 50.000 volte più corta. ….si trova appunto in un ammasso filamentoso… fibre ripiegate aggrovigliate. Se fosse possibile dipanare la matassa (nel caso dell’uomo) troveremmo più di 2 metri di materiale. In questo stato è difficile la ripartizione equa! Immaginiamo di dover suddividere un mucchio di stelle filanti… Sarebbe molto più semplice se fossero compresse, raccolte in un tubo… Così, per duplicare tutto il codice genetico, viene fatta una compressione in cromosomi: un bagaglio da viaggio per garantire la corretta ridistribuzione. La forma di un cromosoma ricorda un piccolo wurstel strozzato in un punto detto centromero centromero Cromatina Centromero Catena DNA La molecola di DNA così impacchettata risulta 50.000 volte più corta. Ora tutto è pronto affinchè possa avere inizio la MITOSI

MITOSI: una sequenza ordinata e finemente controllata di eventi Viene distinta in 4 tappe 1 PROFASE La duplicazione del DNA è già avvenuta nell’interfase. All’inizio della profase i cromosomi si rendono distinti e visibili. Ogni singolo cromosoma è costituito da due cromosomi identici tra loro detti cromatidi. Nel citoplasma si irradia il fuso mitotico (come se fosse una rotaia che serve per il trasporto dei cromosomi) formato da fasci di fibre che si andranno ad estendere tra i due poli della cellula. Al termine della profase la membrana nucleare si dissolve. citoplasma Membrana nucleare Cromatidi fratelli centromero Fuso mitotico

2 METAFASE Fuso mitotico Cromatidi fratelli Polo della cellula Le coppie di cromatidi si muovono su un piano immaginario che taglia a metà la cellula detto piano equatoriale, in modo da avere i due cromatidi rivolti ai poli opposti della cellula. ANAFASE 3 I due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e si spostano uno verso un polo della cellula e l’altro verso il polo opposto, ognuno di essi è diventato un cromosoma a tutti gli effetti. In questo modo in ciascuna metà della cellula vi è un identico gruppo di cromosomi.

4 TELOFASE Ciascun gruppo di cromatidi viene circondato da una nuova membrana nucleare: ora la cellula ha deu nuclei con lo stesso corredo di cromosomi completo. I due nuclei diventano via via più evidenti mentre I cromosomi sempre meno distinti. Al termine del ciclo cellulare, dopo le 4 tappe appena viste, avviene la separazione delle cellule figlie per mezzo del processo chiamato citodieresi (divisione del citoplasma). NEGLI EUCARIOTI LA DUPLICAZIONE DEI CROMOSOMI E LA DIVISIONE CELLULARE RAPPRESENTANO PROCESSI FONDAMENTALI PERCHE’ ASSICURANO LA CONSERVAZIONE DEL MATERIALE EREDITARIO E LA SUA TRASMISSIONE DA UNA GENERAZIONE ALL’ALTRA OGNI CELLULA FIGLIA RICEVE IL CORREDO COMPLETO DI CROMOSOMI DELLA CELLULA MADRE

Immagini al microscopio ottico Possiamo riconoscere le 4 fasi? 2. METAFASE cromosomi si allineano nella zona equatoriale della cellula PROFASE si iniziano a distinguere i cromosomi 4. TELOFASE si stanno formando due nuclei figli 3. ANAFASE i gruppi di cromosomi si allontanano Complessivamente…

Approfondimenti con domande Negli organismi unicellulari, mitosi e riproduzione dell’individuo sono la medesima cosa? In questo caso, la riproduzione cellulare per mitosi e la successiva citodieresi coincide con la riproduzione dell’individuo. Nella riproduzione asessuata (“senza sesso”), da un individuo se ne formano due con il corredo cromosomico uguale tra loro e uguale a quello della cellula che li ha generati. Cosa possiamo dedurre da quanto detto? Negli organismi unicellulari e in molti organismi pluricellulari, la mitosi rappresenta una strategia riproduttiva. Mitospore: si formano per mitosi. Alcuni protozoii come per esempio i peritrichi o suttori (della famiglia dei ciliati) che vivono fissi al substrato si riproducono per mitosi.

Siamo formati da milioni di milioni di cellule … ma il tutto da dove ha origine? Ogni organismo pluricellulare inizia la propria vita con una singola cellula , lo zigote, poi questa per mitosi si suddivide in 2 cellule, queste si dividono ancora e così via….. si riproducono tutte le cellule del nostro corpo. Ma proprio tutte le cellule si riproducono ? Alcune cellule non hanno un ciclo cellulare, perchè non si possono riprodurre. Globuli rossi del sangue: non hanno nucleo quindi quando si usurano devono essere sostituiti da nuove cellule prodotte nel midollo osseo I neuroni, le speciali cellule del sistema nervoso, sono molto complesse, possono estendersi per lunghe distanze nel corpo (es. Dal cervello fino alla colonna vertebrale), destinate a controllare i movimenti e a trasmettere le sensazioni al cervello, si formano soltanto durante lo sviluppo embrionale e non si riproducono più.

Esercitazione in classe………. Durante la mitosi una cellula si divide in due. Costruisci, utilizzando i fili di lana colorati, alcuni cromosomi che trovi in un nucleo di una cellula e incollali nello schema… ricordando la seguente descrizione: (a) Ogni cromosoma contenuto nel nucleo viene duplicato (il duplicato di ogni cromosoma rimane attaccato all’originale in un punto). (b) La cellula si divide; il duplicato e l’originale di ogni cromosoma si separano (una cellula “figlia” riceve il duplicato, l’altra l’originale). Confronta tra loro la cellula “madre” e le due cellule “figlie”: come sono? Cosa è successo ai cromosomi durante la mitosi ?