giovedì 23 febbraio 2012

Come si divide una cellula? Mitosi & Meiosi.


 Ciclo cellulare: tutto un insieme di eventi che avvengono in una cellula eucariote tra una divisione cellulare e quella successiva. Il ciclo cellulare avviene in tutte le cellule eucariote, ma ha durata diversa.

Fasi_
G1, S, G2, M
Si può uscire dalla fase G1 à G0, fase delle cellule stabili. Questo è uno staio non permanente, poi la cellula riprende il ciclo.
Però, da G0, posso andare anche in GTD (cellule perenni) à una volta entrate in questa fase le cellule perdono per sempre la capacità i dividersi.

Fase G1.
Fase dove la cellula è metabolicamente attiva:
-          aumento del volume citoplasmatico;
-          sintesi della ciclinaG1 che si lega alla p34 (protein-chinasi) e forma il complesso “start-chinasi”. Quando il complesso ha raggiunto la concentrazione massima entra in fase S;
-          termine fase G1 à duplicazione dei centrioli.

Fase S.
Duplicazione del DNA e del centrosoma, centro organizzatore dove si formano i microtubuli non solo del citoscheletro ma anche del fuso mitotico.

Fase G2.
Si effettuano delle sintesi proteiche per determinati scopi:
-          tubulina à per i microtubuli del fuso mitotico (fuso mitotico costituito da microtubuli + centrioli)
-          componenti di membrana à per formare parte delle membrane delle cellule figlie

Nella seconda metà della fase G2 si incominciano a produrre dei fattori di induzione (induttori) per la divisione cellulare. La ciclina M si lega alla p34 formando il complesso MPF à fattore che promuove la fase mitotica. Inoltre si verificano dei cambiamenti morfologici e funzionali della membrana: struttura di bolle o fillopodi, indica che la cellula è pronta per iniziare la mitosi.


Apparato mitotico_
L’apparato mitotico è costituito da:
-          l’apparato della sfera
-          il fuso mitotico

Apparato della sfera.
Composto da:
coppia di centrioli;
centrosoma (materiale amorfo attorno ai centrioli);
centrosfera;
astro sfera

Fuso mitotico.
Composto da:
fibre cromosomiche à partono dall’apparato della sfera. Il loro nome allude al fatto che andranno a legarsi, a livello della regione centromerica, ai cinetocori;
fibre mantellari à anch’esse hanno origine dall’apparato della sfera. Si proiettano verso il centro e si sovrappongono; la posizione è mantenuta da delle proteine leganti.

La mitosi__
La mitosi comporta una divisione della cellula madre in due cellule figlie identiche ad essa.
Nella mitosi vengono distinte alcune fasi particolari:
-          profase
-          metafase
-          anafase
-          telofase
-          citodieresi
Profase.
In questa prima fase la cromatina si spiralizza dando origine ai cromosomi e le lamìne (filamenti intermedi che compongono la lamina fibrosa periferica del nucleoscheletro) vengono fosforilate, provocando la dissoluzione dell’involucro nucleare e la conseguente formazione delle fibre del fuso mitotico. Inoltre il nucleolo scompare, per essere più corretti è andato a finire all’interno dei cromosomi e pertanto non risulta più visibile.

Metafase.
Il fuso mitotico si è ormai formato e i cromosomi si dispongono in maniera ordinata sulla cosiddetta “piastra equatoriale”. La metafase rappresenta la fase migliore dove possono essere studiati al meglio i cromosomi per la loro disposizione ordinata e perché si trovano nel grado di spiralizzazione maggiore.

Anafase.
Adesso la cellula si sta allungando e i cromatidi, che compongono il cromosoma si stanno separando, dirigendosi rispettivamente verso i due apparati della sfera. Per questo motivo vengono distinte due anafasi: anafase A e anafase B.
L’anafase A coinvolge le fibre cromosomiche, per cui i cromatidi, spostandosi verso gli apparati della sfera comportano ad un accorciamento delle fibre (si verificano pertanto fenomeni di depolimerizzazione); mentre l’anafase B coinvolge le fibre mantellari: dato che la cellula si sta anche allungando le fibre devono allungarsi, per questo motivo si verificano fenomeni di polimerizzazione, ossia aggiunta di monomeri di tubulina.

Telofase.
I cromatidi si spostano definitivamente verso i due poli della cellula, i cromosomi si despiralizzano e si ricostituisce il nucleolo.

Citodieresi.
Questa fase consiste nella separazione del citoplasma con conseguente formazione delle due cellule figlie identiche alla cellula madre.


La meiosi__
La meiosi è una particolare tipo di divisione cellulare che comporta alla formazione di cellule figlie con un corredo genetico aploide. Una cellula madre diploide (2n) si dividerà generando 4 cellule aploidi (n).
La meiosi si divide in due divisioni cellulari: la meiosi I dove avviene la separazione dei cromosomi omologhi e la meiosi II dove, invece, si separano i cromatidi.
La meiosi I è caratterizzata, come per la mitosi, da alcune fasi (profase, metafase, anafase, telofase), ma con qualche particolarità riguardo la profase.

Profase I.
La profase I si divide, infatti, in: leptotene, zigotene, pachitene, diplotene e diacinesi.
Nella fase di leptotene avviene la spiralizzazione della cromatina con formazione dei cromosomi omologhi.
In zigotene comincia la formazione del cosiddetto “complesso sinaptinemale”, costituito da molecole di coesina, attraverso il quale avverrà l’appaiamento dei cromosomi omologhi.
In pachitene termina la formazione del complesso sinaptinemale, i cromosomi omologhi si appaiono costituendo le tetradi, congiunte tramite chiasmi, attraversi i quali avviene lo scambio di tratti genici di DNA tra i cromosomi omologhi (processo che prende il nome di “crossing over”).
In diplotene i cromosomi omologhi tendono a separarsi ma rimangono uniti proprio dalla presenza dei chiasmi, che sono per questo motivo visibili in questa fase.
Infine, nell’ultima fase della diacinesi i chiasmi si dissolvono permettendo ai cromosomi omologhi di muoversi liberamente; l’involucro nucleare si dissolve (il nucleo scompare) permettendo la formazione del fuso mitotico.

Metafase I.
Le tetradi si dispongono sulla piastra equatoriale.

Anafase I.
Questa volta, a differenza di come abbiamo visto nella mitosi, non sono i cromatidi a separarsi, ma i cromosomi omologhi.

Telofase I & Citodieresi.
I cromosomi rimangono spiralizzati, avviene la divisione del citoplasma e la cellula rientra nell’interfase dove non avviene la duplicazione del DNA (fase S).

La meiosi II viene descritta dalle stesse fasi che abbiamo visto per la mitosi (profase, metafase, anafase con migrazione di cromatidi, telofase e citodieresi), ma con la formazione finale di quattro cellule aploidi.

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