La divisione Cellulare

Didascalia alternativa:

di scissione binaria: la cellula cresce di dimensioni, replica il DNA e poi si divide in due cellule identiche (Hanno lo stesso DNA a meno che non è avvenuta una mutazione genetica, mutazione che alle volte permette la variabilità genetica e quindi l'evoluzione della popolazione (individui di una stessa specie)) alla cellula madre. Le fasi della scissione binaria: 1. Il cromosoma batterico inizia a replicarsi, nel punto di origine della replicazione chiamato ori. 2. La segregazione ha inizio mentre il DNA si replica: la cellula si allunga e le due molecole di DNA si spostano ai poli della cellula. 3. Ha inizio la citodieresi e si formano due cellule figlie. Le cellule Hela Le cellule Hela sono cellule cancerose o tumorali, in continua proliferazione: si riproducono in maniera inconsulta per mitosi. Inoltre non invecchiano e sono in grado di vivere e moltiplicarsi al di fuori dell'organismo. La cellula può clonarti e creare una colonia geneticamente omogenea. Il sistema immunitario non riesce a eliminarie per questo sono definite immortali. Il ciclo cellulare e la mitoci Il Ciclo cellulare è l'insieme degli eventi compresi tra la formazione di una cellula e la sua divisione in due cellule figlie, oppure la sua morte. A La divisione del nucleo avviene durante la mitosi. G2 Mitosi (M) Sintesi del DNA (S) Il DNA si replica durante la fase S Interfase Ciclina Cak Un complesso ciclina- Cdk in fase S regola la riparazione degli errori durante la replicazione del DNA. IA MITOSI INTERESSA LE CELLULE SOMATICHE (DEL NOSTRO CORPO). Il complesso ciclina-Cdk al termine della fase G2 serve a controllare che il DNA si sia replicato correttamente prima di iniziare la mitosi. G2 Le cellule che non si dividono in genere si arrestano nella sottofase G1, entrando in una fase di riposo detta Go. Ciclina Mitosi (M) Sintesi DNA (S) La citodieresi, ovvero la divisione del citoplasma, ha luogo al termine della fase M. Ciclina G1 Interfase Questo processo si divide in due stadi: L'interfase, cioè il tempo che intercorre tra una divisione e l'altra e si distingue a sua volta in sottofase G1 (durante il quale si accresce e Sintetizza molecole), sottofases (durante il quale si replica il DNA),Sottofase G2(Si formano le strutture che serviranno per la mitosi). L'interfase prepara la cellula alla mitosi. La fase mitotica, lo stadio in cui la cellula si divide, e comprende la mitosi, con la formazione di due differenti nuclei; la citodieresi, cioè la divisione del citoplasma e la formazione di due cellule distinte. Un complesso ciclina- Cdk in fase M regola la progressione della mitosi. - Punto di restrizione (R) Ciclina Cak Un complesso ciclina-Cdk regola l'entrata della cellula in interfase: se la cellula è danneggiata si autoelimina. Il controllo cellulare Per passare da una fase all'altra devono esserci dei segnali dipendenti dall'attivazione di alcuni enzimi chiamati chinasi ciclina- dipendente o cdk. ciascuno di questi enzimi catalizza il trasferimento di un gruppo fosfato dall'ATP a una specifica proteina bersaglio (Fosforilazione), col fine di far cambiare le fasi. Le cak non agiscono da sole; per attivarsi hanno bisogno di proteine chiamate cicline, che si uniscono a formare il complesso ciclina-cdk. La replicazione e la spiralizzazione del DNA Doppia elica del DNA PALUDOTE DNA si avvolge att formando una serie di nucleosom Nuclei Le besplega formare anse di collegamento Inucleosom si compattano avvolgendosi più volte, producendo una fibra superavvolta di cromatina Cromatina levererres Ellllllllllllllll Figura 71 gradi di spiralizzazione del DNA nucleosoma, formato da DNA e costituisce Funità fondamentale del DNA condensato negl eucarioti Durante la mole avvolgono uteriormente a formare un cromosoma condensato rappresentan Nella fase mitotica nel nucleo sono visibili i cromosomi, necessari per dividere equamente il DNA. Il numero di cromosomi presenti nelle cellule somatiche è di 23 coppie(cioè 46 cromosomi), Quando il DNA Si replica il numero di cromosomi rimane invariato, ma ogni cromosoma è formato da due molecole di DNA identiche chiamate cromatidi fratelli, uniti da una regione centrale chiamata centromero. 9 La spiralizzazione del DNA consiste in una serie di ripiegamenti della molecola, che si avvolge ordinatamente su sé stessa attorno a delle proteine chiamate istoni. Il grado di spiralizzazione di modifica durante il ciclo cellulare: durante la sottofase G1 ha la forma di cromatina (FASE DISPERSA DEL DNA)per essere tradotto; Le fasi della mitosi La mitosi è composta da cinque fasi distinte: profase, prometafase, La moara metafase, anafase e telofase, a cui fa seguito la citodieresi. Quando la cellula entra in profase i cromosomi si spiralizzano formando i cromatidi fratelli e nella regione del centromero si assemblano due strutture proteiche dette cinetocori. Appare poi il fuso mitotico, che ha il compito di guidare i movimenti dei cromosomi; è costituito da microtubuli che prendono origine da due organuli detti centrosomi (I centrosomi si formano a partire da due centrioli, disposti a 90 gradi l'uno rispetto all' altro) che si portano alle estremità opposte della cellula. Interfase Nucleo Membrana- nucleare Centrosomi Nucleolo 1. Durante la fase S dell'interfase, il nucleo replica il proprio DNA el centrosomi. Metafase Profase Piastra equatoriale (metafasica) Cromatidi del- cromosoma 4. Tutti i centromeri dei cromosomi sono allineati al centro della cellula I cromatidi sono ancorati a uno dei due poli della cellula attraverso i microtubuli agganciati al cinetocore. 2. La cromatina si awolge e si condensa in cromosomi. Ogni cromosoma è formato da una coppia di cromatidi fratelli identici; il nucleolo scompare. Fuso in corso di sviluppo Anafase La prometafase è caratterizzata dalla scomparsa della membrana nucleare. I cromatidi fratelli si attaccano ai microtubuli tramite il cinetocore e iniziano a spostarsi. Cromosomi- figli Prometafase La metrace I cromosomi sono allineati lungo il piano equatoriale della cellula formando la piastra metasferica (o piastra equatoriale). Lanaface I due cromatidi fratelli si separano (vengono ora considerati come cromosomi indipendenti, chiamati cromosomi figli) e vengono trascinati dai microtubuli ai poli della cellula. Membrana nucleare 5. I cromatidi fratelli si separano e i nuovi cromosomi figli cominciano a spostarsi verso i poli Cinetocore -Microtubuli del cinetocore 3. L'involucro nucleare si frammenta. Compaiono i microtubuli che connettonoi cinetocori ai poli. I cromosomi si dirigono verso il centro della cellula Telofase 6.1 cromosomi figli raggiungono i poli. Quando la telofase si conclude, l'involucro nucleare ei nucleoli si riformano, la cromatina diventa meno compatta e la cellula entra in una nuova interfase. A Nella telofase i cromosomi si despiralizzano e ricompare la cromatina. Gli involucri nucleari si riaggregano. segue la citodieresi. La Le citodiereci e la divisione del citoplasma Anello contrattile 50 μm L'anello contrattile ha completamente delle due cellule figlie, separato citoplasma benché le loro superfici restino in contatto. Plastracellulare 10 μm La fila di vescicole si fonde formando una p a cellulare, che separa le d Nelle cellule animali, la separazione del citoplasma inizia con l'assemblaggio di un anello contrattile tra i due nuclei, che si stringe sempre di più a formare una strozzatura che diviene sempre più profonda fino a dividere le due cellule. Nelle cellule vegetali a causa della presenza della parete cellulare, la citodieresi avviene in modo diverso. Lungo la piastra metasferica compaiono alcune vescicole membranose prodotte dall'apparato di Golgi. Queste formano una nuova membrana plasmatica, mentre il loro contenuto forma la piastra cellulare che contribuisce all'inizio della parete cellulare. La divisione cellulare è alla base della riproduzione acescuata La riproduzione asessuata (o riproduzione vegetativa) avviene per mitosi e produce una prole geneticamente identica al genitore. Negli eucarioti, la mitosi serve anche per l'accrescimento dell'organismo e per rinnovare le cellule invecchiate o danneggiate. La meiosi La meiosi è un argomento di biologia che si affronta durante il corso delle scuole superiori. Si tratta di un processo di divisione cellulare in cui a partire da una cellula madre si formano 4 figlie, tutte diverse tra loro e con la metà del patrimonio genetico della cellula madre. scopriamo insieme i due tipi di meiosi, le differenze con la mitosi e il funzionamento del processo. La meiosi ha un ruolo centrale nella gametogenesi: infatti, siccome nella riproduzione sessuata avviene una fusione tra il gamete maschile e quello femminile, è necessario che i gameti (con un numero n di cromosomi: aploidi) abbiano la metà del corredo cromosomico di una cellula somatica (con 2n cromosomi: diploidi), di modo che fondendosi formino uno zigote con il patrimonio genetico completo (n+n=2n), di cui la metà di origine paterna e l'altra materna. La meiosi interessa unicamente le cellule destinate alla riproduzione. La meiosi è formata da 2 divisioni cellulari successive, senza che tra le due avvenga la duplicazione del DNA: la prima è detta riduzionale, perché riduce il numero di cromosomi della cellula da 2n (diploide) an (aploide), e la seconda equazionale, perché lascia inalterato il numero di cromosomi. cellula diploide ⇒n coppie di cromosomi omologhi, cioè che portano gli Stessi caratteri cellula aploide →n cromosomi ● J K Interfase Meiosi I Cromosomi Prima div. Cellulare Mi Seconda div. Cellulare Meiosi II Le faci della meiosi Profase: molto più lunga e complessa di quella della mitosi. La cromatina si condensa formando i cromosomi metarasici, poi i cromosomi omologhi Si appaiano lungo tutta la loro lunghezza formando delle strutture dette tetradi. Quindi cominciano ad allontanarsi rimanendo uniti in punti detti chiasmi. A livello di questi chiasmi avviene il crossing-over: scambio di materiale genetico (di tipo chimico) tra cromosomi omologhi. ● ● Il crossing-over aumenta moltissimo la variabilità genetica, ricombinando casualmente il materiale genetico. sempre in questa fase si dissolve la membrana nucleare, i centrioli migrano ai poli e iniziano a formare il fuso. Metafase: le tetradi si allineano in piastra equatoriale longitudinalmente: i centromeri si fissano al fuso e gli interi cromosomi migrano ai poli della cellula. Anafase: si completa la migrazione dei cromosomi. Telofase: avviene la divisione delle 2 cellule e la riformazione della membrana nucleare. Al termine della meiosi I si sono formate 2 cellule aploidi. La meiosi II è sostanzialmente uguale alla mitosi, ma con un corredo cromosomico dimezzato. Inoltre la profase è molto più rapida perché la cromatina è già spiralizzata. Alla fine della meiosi II si formano 4 cellule figlie, tutte diverse tra loro e aploidi, cioè con un patrimonio genetico dimezzato rispetto alla cellula madre. Quindi nella meiosi a partire da una cellula diploide si formano 4 cellule aploidi, tutte diverse fra loro. La mitosi si effettua nelle cellule somatiche dell'organismo, mentre la meiosi è limitata alle cellule destinate alla riproduzione. Nella mitosi le due cellule figlie hanno lo stesso numero di cromosomi, mentre nella meiosi si ha la produzione di cellule aploidi. Nella mitosi i cromosomi si comportano indipendentemente l'uno dall'altro. Nella meiosi interviene nei cromosomi omologhi una relazione di reciproca dipendenza meccanica: il crossing over. Nella mitosi le cellule figlie sono identiche per quanto concerne il patrimonio genetico, mentre la meiosi produce cellule diverse dal punto di vista genetico. Questa variabilità è dovuta alla casuale migrazione dei cromosomi e al crossing-over. La mitosi si svolge in un tempo relativamente breve, con una durata di circa una o due ore, la meiosi è un processo più lungo. Nel maschio della specie umana, ad esempio, il compimento del ciclo meiotico può richiedere 24 giorni, e nella donna parecchi anni. Meiosi I MM Profase I Meiosi II H Profase Metafase I Metafase II Anafase I Anafase II → Telofase I Telofase II H