Divisione Cellulare negli eucarioti

Nelle cellule eucriote la molecola di dna si duplica all'interno del nucleo, cellula - METABOLISMO, LA RESPIRAZIONE, RESPIRAZIONE AEROBICA DELLA SOSTANZA ORGANICA" class="text">la cellula si strozza nel centro e si divide (SISTEMA DI SCISSIONE). In una serie di fasi chiamate mitosi, un corredo di cromosomi si duplica, quindi da ogni cellula eucariota madre se ne duplica una uguale lia.

Ciclo cellulare

Questo ciclo è una sequenza regolare di fasi che avvengono durante la vita di una cellula.

Fase G1: segue la citodieresi ed è la prima parte dell'interfase; la cellula aumenta le sue dimensioni, gli enzimi e le altre strutture.

Fase S: avviene la duplicazione del dna, S infatti sta per sintesi.

Fase G2: avvengono gli ultimi preparativi per la divisione cellulare, i cromosomi appena duplicati si spiralizzano (prendono la forma a x) e i cetrioli escono dalla membrana nucleare.

Mitosi: fase della duplicazione cellulare effettiva nella quale si separano solo i due dna e i 2 nuclei.

Citodieresi: momento della divisione dei citoplasmi.

Negli unicellulari il tempo varia secondo la struttura e se ci sono condizioni ambientali favorevoli. Nei pluricellulari le cellule sono organizzate in tessuti, vale a dire insiemi di cellule dello stesso tipo e con la stessa funzione.

Regolazione della divisione cellulare

> inibizione da contatto: blocco della divisione per mancanza di spazio e quindi per contatto con altre cellule. Questo permette di distinguere le cellule tumorali da quelle normali perché quelle tumorali non hanno l'inibiz da contatto e invadono gli altri tessuti.

> fattori di crescita: proteine che stimolano la divisione delle cellule limitrofe.

Mitosi

È un meccanismo di divisione e moltiplicazione delle cellule non riproduttive di pluricellulari.

I cromosomi durante la mitosi si spiralizzano; ogni cromosoma è formato da 2 cromatidi identici uniti da un centromero.

> PROFASE: si completa la spiralizzazione dei cromosomi, se la membrana nucleare. I centrioli si vanno a posizionare ai poli della cellula e si crea il filo mitotico. Questo serve ad agganciare i cromosomi  grazie a delle fibre che vanno da un centriolo all'altro, sono fatti di proteine contrattili.

> METAFASE: i cromosomi si allineano sulla piastra equatoriale.

> ANAFASE: si rompono i centromeri e ogni cromatidio staccandosi, si sposta ad un polo della cellula.

> TELOFASE: comincia a sir il fuso e si formano le 2 nuove membrane nucleari intorno ai 2 agglomerati di dna. Poi inizia la citodieresi: cioè la divisione del citoplasma dalla quale si ottengono le 2 cellule lie complete.

Dopo la telofase la membrana rientra a livello equatoriale, si crea una strozzatura fino a rompersi. Della citodieresi delle cellule vegetali, la cellula non si strozza ma si forma una lamella a livello equatoriale formata da vescicole prodotte dall'apparato del Golgi.

Cellule tumorali

I tumori maligni sono pericolosi perché le cellule malate non hanno la funzione di inibizione quindi si estendono e invadono gli altri tessuti. Le cellule tumorali benigne invece crescono e si riproducono ma non invadono gli altri tessuti.

Respirazione cellulare

La respirazione avviene in 2 fasi la glicolisi (che non richiede ossigeno) e la respirazione nei mitocondri (che richiede ossigeno).

Fase1: La glicolisi

Una molecola di glucosio viene scissa per ottenere 2 molecole di acido piruvico. Alla molecola di glucosio viene fornita ATP per attaccare un gruppo fosfato. Attraverso una serie di passaggi si ottiene una molecola di fruttosio 6-fosfato che poi si trasforma in una di fruttosio 1,6-difosfato attaccando per mezzo dell'ATP un'altro gruppo fosfato. Quest'ultima molecola si scinde in 2 molecole di gliceldeide 3-fosfato dalle quali si ottengono 2 molecole di acido piruvico. Si formano 2 NADH e la resa energetica è di 2 ATP, poiché 2 vengono consumati e 4 formati.

Fase 2: l'ossidazione dell'acido piruvico

Per entrambe le molecole di acido piruvico ottenute con la glicolisi, si ha ossidazione e si ha la formazione di una molecola di anidride carbonica; attraverso il NAD* si perde un atomo di idrogeno, quindi si forma il gruppo acetilico e che si combina con il coenzima A e si forma l'acetil-CoA che da il via al ciclo di Krebs.

Fase3: ciclo di Krebs

Dall'acetil-CoA si stacca il gruppo del coenzima A e invece l'acetile di attacca all'acido ossalacetico. Questi due gruppi insieme creano l'acido citrico a 6 carboni. Attraverso una serie di passaggi si ritorna ad un acido ossalacetico a 4 carboni. Durante questo ciclo si formano 3 NADH, un ATP, un FAD e 2 CO².

Fase4: trasporto finale di elettroni

NAD*+2H    NADH+H*

Dal NADH si perdono 2 elettroni negativi che alla fine del trasporto di elettrono si uniscono con un Oˉˉ e un H* e formano una molecola di acqua, che è un prodotto di scarto. Da questo processo si libera energia, quest'energia viene utilizzata dai mitocondri.

Fase5: fosforilazione ossidativa

Degli ioni H* escono dal mitocondrio contro gradiente, creando potenziale elettrochimico, ma tornano dentro grazie all'ATP-sintetasi. Questo secondo processo libera energia perche è un processo secondo gradiente, questa energia viene usata per la sintesi dell'ATP.

Meiosi

La meiosi avviene nelle cellule riproduttive degli organismi unicellulari e da una cellula madre diploide si ottengono 4 cellule lie aploidi.

Porta alla formazione delle cellule uovo e degli spermatozoi, che andranno fecondate dal sesso opposto per dar via al processo di fecondazione. Dalla fusione di due gameti di sesso opposto si ha una cellula chiamata zigota.

Tetrade: unione di 4 cromatidi cioè di 2 cromosomi omologhi

Nella meiosi1 gli omologhi si separano. Si producono 2 nuclei, ognuno con un numero apolide di cromosomi, a loro volta formati da 2 cromatidi. I nuclei entrano in interfase, ma il materiale cromosomico non si duplica.

Nella meiosi2 i cromatidi di ogni cromosoma si separano come avviene nella mitosi. I nuclei si dividono, si verifica la citodieresi e si formano 4 cellule apolidi. Ogni cellula apolide prodotta dalla meiosi rappresenta un assortimento unico di cromosomi ottenuto tramite il crossino over iniziale (nella prima profase). Quindi al meiosi e soprattutto il crossino over è responsabile dela variabilità della specie.

Crossing over: scambio di segmenti tra cromosomi omologhi. Il cromosoma matrno e quello paterno si avvicinano e c'è un punto di contatto in cui c'è il passaggio di pezzi. Dopo si allontanano. Il crossing over permette il rimescolamento dei patrimonii genetici; più si mischiamo i patrimonii più la razza ha possibilità di sopravvivenza.

Errori nel processo meotico

Il crossing over esendo delicato può incorrere in errori; può accadere che lo scambio dei segmenti avvenga in modo sbagliato: si possono attaccare invertendo la sequenza dei geni, oppure attaccare ad un altro cromosoma. In questi errori la cellula no uò più partire con la fecondazione oppure dopo non da la vita. Una piccola parte di questi casi può portare a nuovi individui che però nascono con gravi malformazioni. Errori comuni: - delezione: si perde un pezzo di gene, - inversione: si cambia la frequenza di geni perché un pezzo si è girato, - traslocazione: si attacca un segmento di un cromosoma non omologo, - duplicazione: il segmento non si trasferisce nell'omologo ma rimane nel primo.

Differenze tra meiosi e mitosi:

la mitosi avviene in cellule somatiche asessuate invece la meiosi avviene in cellule riproduttive

nella mitosi da una cellula diploide se ne ottengono 2 diploidi, invece nella meiosi se ne ottengono 4 aploidi

nella mitosi le cellule lie hanno lo stesso patrimoni genetico della madre, invece nella meiosi, grazie al crossing over, il patrimonio genetico è nuovo

nella meiosi non si rompe subito il centromero ma si separano gli omologhi

nella meiosi tra la prima e la seconda meiosi non si duplica il dna

definizioni

ATP: molecola organica che costituisce l principale fonte di energia x il metabolismo cellulare.

ANABOLISMO: serie di reazioni biochimiche mediante cui le cellule assemblano le proprie molecole organiche complesse partendo da composti semplici

APLIODE: corredo cromosomico dotato di un'unica serie di cromosomi contrariamente ad un diploide: è caratteristico delle cellule riproduttive gameti.

CATABOLISMO:serie di reazioni biochimiche mediante cui le cellule demoliscono le proprie molecole organiche complesse in composti più semplici

DIPLOIDE: condizione in cui ogni autosoma è presente in duplice copia.

ETEROZIGOTE: organismo diploide dotato di 2 forme alleliche differenti nello stesso genere; contrapposto a un'omozigote

FENOTIPO: aspetto di un organismo che viene espresso e può essere osservato, risulta dall'interazione tra genotipo e ambiente.

GENOTIPO: costituzione genetica di un organismo relativamente ad un singolo carattere o all'intero corredo genetico.

Metabolismo: insieme di tutte la reazioni chimiche che avvengono all'interni di una cellula o di un organismo

OMOZIGOTE: organismo diploide che possiede 2 copie identiche di un determinato gene

Fermentazione

In assenza di ossigeno l'acido piruvico prodotto nella glicolisi è convertito in o etanolo o acido lattico tramite il processo di fermentazione. Quando si ha la formaz di etanolo il processo avviene mediante 2 reazioni, nella prima si libera CO², mentre nella seconda viene ossidato il NADH e ridotta l'acetaldeide con la formaz dello stesso etanolo. L'acido piruvico si trasforma in acido lattico quando le cellule muscolari svolgono un intenso sforzo fisico, e quindi va in debito di ossigeno, perché non gli basta cio che respira; quando lo sforzo si ferma l'acido lattico si ritrasforma in acido piruvico.