Le cellule sono le unità fondamentali di ogni essere vivente ed ognuna di esse deriva da un'altra cellula. Questa è la teoria cellulare di cui abbiamo parlato nella lezione 2 e nella lezione 25. Ve la ricordavate? Beh è ormai da una decina di lezioni che analizziamo le unità fondamentali degli esseri viventi.
Cominciamo ora a vedere come una cellula derivi da un'altra. In questa lezione parliamo del ciclo cellulare eucariotico e delle differenze di base, entreremo nei dettagli nelle prossime lezioni, tra mitosi e meiosi. Definiamo ciclo cellulare la serie di eventi ordinati e controllati che caratterizzano la vita di una cellula.
La durata del ciclo cellulare è differente a seconda della specie, del tipo di cellula e delle condizioni di crescita. Il ciclo cellulare si divide in due grandi fasi, l'interfase e la fase M. Durante l'interfase la cellula è metabolicamente attiva, si accresce e si prepara la divisione. Durante la fase M la cellula si divide. Iniziamo dall'interfase, che a sua volta si divide in tre fasi, G1, S e G2.
Come ricordarle? G2. di GAP, intervallo in cui non avviene la sintesi del DNA, e S di sintesi del DNA. Partiamo dalla fase G1, il periodo del ciclo cellulare in cui la cellula cresce ed è occupata a svolgere tutti i processi chimici e fisici del suo normale metabolismo.
Verso la fine di questa fase la cellula si prepara alla replicazione del DNA. attraverso l'incremento della sintesi degli enzimi necessari a questo scopo. Bene, è arrivato il momento di precisare che non tutte le cellule si dividono.
Le cellule nervose e gli eritrociti o globuli rossi, ad esempio, non lo fanno. Queste cellule si trovano in fase G1 fino al loro totale accrescimento, poi si arrestano ed entrano nella fase G0, uno stato di riposo. La fase S è il periodo del ciclo cellulare in cui avviene la replicazione del DNA, il processo in cui una cellula fa una copia di tutto il suo materiale genetico.
Durante questa fase avviene anche la sintesi del degli istoni, le proteine che aiutano la compattazione del DNA in strutture chiamate nucleosomi. Ciascun nucleosoma è costituito da otto molecole di istoni unite tra loro, intorno alle quali è avvolto un tratto di DNA. Più nucleosomi si impacchettano nella cromatina.
che, come visto nella lezione 28, ha una porzione relativamente libera, l'eucromatina, e una porzione più condensata, l'eterocromatina. Il livello di organizzazione del DNA successivo alla cromatina è il cromosoma. Ecco, nella fase S la cellula duplica i propri cromosomi.
ed ha quindi bisogno di una copia di tutto il DNA ma anche degli istoni per impacchettarlo. Il materiale genetico presente nel nucleo della cellula viene perciò raddoppiato. Chiude l'interfase la fase G2, il periodo del ciclo cellulare in cui la cellula si prepara alla successiva divisione e lo fa attraverso l'incremento della sintesi delle proteine necessarie.
Passiamo alla fase M, la fase in cui una cellula si divide. Cosa comporta dividere una cellula? Beh, due processi, la divisione del nucleo, la mitosi o la meiosi a seconda dei casi, e la divisione del citoplasma, detta cito di eresi o cito cinesi.
Il nucleo può dunque dividersi per mitosi o per meiosi, ma prima di spiegare le differenze tra questi due processi dobbiamo parlare di cromosomi omologhi, di corredo cromosomico, di aploidia e di cromosomi omologhi. di diploidia. Nella lezione 28, sì ragazzi è molto importante averla già vista, abbiamo detto che gli esseri umani hanno 46 cromosomi.
Per essere precisi avremo dovuto dire che hanno 23 coppie di cromosomi. Questo perché nelle cellule somatiche degli animali, tra cui l'essere umano, ma anche delle piante, i cromosomi si trovano di solito in coppie di cromosomi omologhi, simili tra loro. Sui due cromosomi omologhi ci sono le istruzioni per gli stessi caratteri genetici, ma le due informazioni possono essere diverse.
Se su uno dei cromosomi omologhi ci sono le istruzioni per il colore dei capelli, ad esempio, anche sull'altro cromosoma ci saranno le istruzioni per il colore dei capelli. Potrebbe però essere che su un cromosoma l'informazione sia capelli scuri e sull'altro sia capelli chiari. Tranquilli, questo concetto lo capiremo meglio quando parleremo di genetica e di dominanza e recessività dei caratteri.
Chiaro il concetto di cromosomi omologhi? Bene, una cellula con corredo cromosomico diploide 2N contiene due cromosomi per ogni tipo. L'essere umano è un organismo con corredo cromosomico diploide, 23 coppie di cromosomi.
Una cellula con corredo cromosomico haploide, N, contiene un solo cromosoma per ogni tipo. I gameti dell'essere umano, cioè la cellula uovo e lo spermatozoo, hanno un corredo cromosomico haploide. Quando nella fecondazione queste due cellule si fondono, generano lo zigote, l'uovo fecondato, che ha un corredo cromosomico diploide. Per completezza diciamo che esistono anche organismi costituiti da cellule poliploidie, cioè contenenti tre o più cromosomi per ogni tipo, che sono rarità tra gli animali, ma molto comuni tra le piante. Nella maggior parte dei casi la divisione del nucleo avviene per mitosi.
Una cellula madre si divide in due cellule figlie identiche tra loro. Si dividono per mitosi ad esempio tutte le cellule somatiche umane. Le cellule somatiche, specifichiamo, sono quelle che fanno parte del corpo di un organismo pluricellulare.
Per farla semplice sono tutte le cellule tranne quelle sessuali, i gameti maschili e femminili e le cellule germinative da cui questi derivano. Si dice che la mitosi è una divisione equazionale perché nelle cellule figlie si ritrova la stessa quantità di cromosomi presente nella cellula madre cioè una cellula diploide 2N che si divide per mitosi, genera due cellule figlie, anche loro diploidi 2N. In altri casi invece, come nelle cellule sessuali umane, la diploide 2N è una cellula che genera divisione del nucleo avviene per meiosi. Una cellula che si divide per meiosi va incontro a due divisioni cellulari, sia del nucleo che del citoplasma.
Da una cellula madre si ottengono quattro cellule figlie. Si dice che la meiosi è una divisione riduzionale perché le cellule figlie hanno una quantità dimezzata di cromosomi rispetto alla cellula madre. Per essere più precisi, la prima divisione cellulare della meiosi è riduzionale.
Una cellula diploide genera due cellule aploidi. La seconda divisione cellulare della meiosi è equazionale. Ognuna delle cellule aploidi genera due cellule aploidi.
In sintesi, una cellula diploide che si divide per meiosi genera quattro cellule figlie aploidi. Vedremo nel dettaglio sia la mitosi che la meiosi nelle prossime lezioni. Adesso chiudiamo accennando alla regolazione del ciclo cellulare.
Una successione di eventi tanto complessa come il ciclo cellulare necessita di una serie di punti di controllo che evitino malfunzionamenti che possano portare ad effetti disastrosi. I punti di controllo chiave del ciclo cellulare sono tre. Il punto di controllo G1S precede la fase S di replicazione del DNA, serve perciò garantire che la cellula abbia tutto ciò che le serve per replicare il DNA.
Il punto di controllo G2M precede la fase M di divisione cellulare sia del nucleo che del citoplasma, serve perciò garantire che la replicazione di tutto il DNA cellulare sia terminata. Il punto di controllo metafase-anafase, anche detto punto di controllo del fuso. Le diverse fasi della mitosi, quindi profase, prometafase, metafase, anafase e telofase, le vedremo nella prossima lezione ed in quella sede riprenderemo la spiegazione di questo punto di controllo.
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