DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI

La divisione cellulare è il processo di distribuzione del materiale cellulare tra due nuove cellule lie, negli organismi unicellulari fa aumentare il numero di individui di una popolazione. Nelle piante e negli animali pluricellulari permette all'organismo di crescere, a cominciare da una singola cellula e anche di sostituire e di riparare i tessuti danneggiati.

DIVISIONE CELLULARE NEI PROCARIOTI E NEGLI EUCARIOTI

La divisione nei procarioti è semplice. In queste cellule la > parte del materiale ereditario è formato da un'unica molecola di DNA, detta cromosoma,  a cui sono associate delle proteine. Il cromosoma si duplica prima che la cellula si divida; i 2 cromosomi li sono attaccati in punti diversi sulla parte interna della membrana cellulare. La membrana si allunga e i cromosomi si allontanano finche la dimensione della cellula è doppia, a questo punto la cellula si ripiega verso l'interno e si forma una nuova parete cellulare che separa le due nuove cellule con i loro cromosomi.

Nelle eucariote la divisione è + complessa xkè c'è + DNA( in questo caso a forma lineare). Quando le cellule si dividono, ogni cellula lia riceve 1 copia, e solo1, di ciascuno dei cromosomi (46 nell'uomo). La soluzione a qst problemi: In una serie di fasi chiamate mitosi, dove una serie completa di cromosomi viene assegnata a ciascun nucleo delle cellule lie, e citodieresi, un processo che divide la cellula in 2 nuove cellule, ciascuna contenente non solo un nucleo completo di tutti i cromosomi, ma anche metà del citoplasma e degli organuli della cellula madre. Tuttavia qst processi sono solo una parte del processo ben più vasto.

IL CICLO CELLULARE

Per dividersi le cellule devo svolgere un ciclo di crescita detto CICLO CELLULARE. 5 fasi: G1, S, G2, mitosi e citodieresi. Prima di dividersi la cellula deve replicare il suo DNA, sintetizzare un buon n° di istoni e di altre proteine associate al DNA nei cromosomi e produrre una quant. Suff. Di organuli per le 2 cellule e sintetizzare le strutture necessarie per procedere alla mitosi e alla citodieresi. Questi processi preliminari avvengono durante fasi G1, S; G2 dette complessivamente interfase.

G1: è un periodo di intensa attività. Cellula aumenta di dimensione, enzimi, ribosomi, mitocondri aumentano di n°.  Microtuboli, filamenti di actina, e ribosomi vengono sintetizzati ex novo. Reticolo endoplasmatico (apparato di Golgi, lisosomi, vacuoli) si rinnova e aumenta di dimensioni aggiungendo molecole fosfolipidiche e proteiche. Nelle cellule contenenti i centrioli, essi si separano dando origine ad altri più piccoli. Anche mitocondri e i cloroplasti si replicano, ognuno di questi organuli contiene il proprio cromosoma uguale alla cellula batterica.

S: fase di sintesi del ciclo cellulare in cui vengono sintetizzati molti istoni e proteine legate al DNA

G2: avvengono gli ultimi preparativi per la divisione cellulare. I cromosomi appena replicati si spiralizzano e si condensano in una forma compatta che è necessaria per separazioni dei cromosomi durante la mitosi. Quando avviene completa replicazione dei 2 centrioli, essi si dispongono fuori dall'involucro nucleare. Sempre in qst periodo la cellula assembla le specifiche strutture necessarie per poter spartire un assetto completo di cromosomi tra le cellulelie durante la mitosi e per la separazione delle due cellule lie durante la citodieresi.

REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE

Qnd cambiano cellule cambiano caratteristiche ciclo. Alcuni tipi di cellule passano attraverso successivi cicli cellulari per tutta la vita dell'organismi ( org. unicellulari e cellule come midollo . ). Altre perdono capacità di duplicarsi ( cellule nervose). Cmq la velocità di riproduzione è altissima (milioni di cellule al secondo). In un organismo è importante che cellule si riproducano ad un certo ritmo senza però eccedere altrimenti verrebbe alterata la normale funzionalità dell'organismo, i tessuti specializzati verrebbero sopraffatti da altri tessuti (cancro).

Divisione dipende da fattori ambientali: Ph, temperatura, mancanza di cibo o per inibizione cellulare (contatto con altre cellule). Qnd si esaurisce il cibo, o per inibizione o per altri fattori: riproduzione segue processo diverso: cellule normali arrestano crescita in uno stadio avanzato di G1 fino a fase R(restrizione), dopo viene completata parte restante del ciclo fino a dividersi.

MITOSI

La funzione della mitosi è quella di dirigere gli spostamenti dei cromosomi duplicati in modo tale che ogni nuova cellula ne riceva un corredo completo. La capacità della cellula di portare a termine qst compito dipende da come i cromosomi si condensano durante la mitosi e dalla formazione di una struttura fatta di microtuboli: il FUSO.

Condensazione dei cromosomi: i cromosomi iniziano a sintetizzarsi durante la fase S e all'inizio della mitosi sono visibili al microscopio. Ogni cromosoma è costituito da 2 copie dette CROMATIDI unite nel CENTROMETRO. In questa zona sono vi sono i CINETOCI a cui sono attaccati i microtubili del fuso.

IL FUSO

Ha forma di pallone da rugby ed è costituito da almeno due gruppi di microtuboli: fibre polari collegano il polo del fuso con il centro, e le fibre del cinetocoro che sono attaccate ai cinetocori dei cromosomi duplicati. Nelle cellule che contengono i centrioli ogni polo è evidenziato da una delle 2 nuova coppie di centrioli. Queste contengono l'ASTER: un terzo gruppo di fibre + corte che fissa i poli del fuso alla membrana cellulare. Nelle cellule prive di centrioli e di aster la stessa funzione è svolta dalla parete cellulare rigida.

I dimeri di tubolina con cui si formano i microtuboli del fuso sono presi dal citoscheletro. Dopo la divisione cellulare il fuso viene smontato e la cellula assume la formazione normale.

FASI DELLA MITOSI

Profase: durante questa fase la cromatina si condensa e i singoli cromosomi sono visibili al microscopio. Ogni  cromosoma è costituito da 2 cromatidi duplicati e uniti all'altezza del centromero. Le coppie di centrioli si separano e tra di esse si formano i microtuboli che diventano le fibre polari del polari. A qst punto i microtuboli sono ssi, la membrana nucleare si disentrega man mano che i cromosomi si condensano e si disperde in frammenti. Alla fine della profase i cromosomi sono del tutto condensati e si trovano già a contatto con il citoplasma, le coppie di centrioli hanno raggiunto le estremità opposte della cellula e gli elementi di ciascuna coppia hanno uguale dimensione, le fibre polari del fuso sono ultimate e si sono anche formate le fibre del cinetocoro.

Metafase: le coppie di cromatidi si muovono avanti e indietro all'interno del fuso fino ad ordinarsi sul piano equatoriale della cellula.

Anafase: i centromeri si dividono in tutte le coppie di cromatidi che poi si allontanano diventando dei cromosomi indipendenti. Ogni cromosoma è attirato verso il polodalle fibre del cinetocoro. In questa fase generalmente si allunga anche il fuso.

Telofase: i cromosomi hanno raggiunto i poli opposti e il fuso si disperde. Durante la tarda fase intorno ai due assetti cromosomici si formano le membrane nucleari e cromosomi iniziano a diffondersi nel nucleo e ricompaiono i nucleoli.

CITODIERESI

È la divisione del citoplasma che solitamente accomna la mitosi. Solitamente inizia durante la telofase e divide la cellula in 2 parti uguali, la divisione avviene nella parte mediana del fuso. La citodieresi delle cellule vegetali differisce da quella delle cellule animali per alcuni aspetti.

Nelle cellule animali la citodieresi è prodotta da una strozzatura della membrana cellulare posta tra i due nuclei. Nelle cellule vegetali il citoplasma è suddiviso grazie alla fusione di vescicole che formano la piastra cellulare, all'interno della quale è successivamente costituita la parete cellulare. In entrambi i casi il risultato è la produzione di 2 nuove cellule separate. In seguito alla mitosi ogni cellula riceve una copia esatta del cospicuo materiale genetico della cellula madre e, in seguito alla citodieresi, riceve approssimativamente la metà del citoplasma e degli organuli.