La divisione cellulare negli eucarioti

Negli organismi eucarioti, il ciclo vitale di una cellula è più complesso rispetto a quello dei procarioti. Il ciclo cellulare eucariotico comprende diverse fasi, ognuna con funzioni specifiche.

Definition: Interfase - la fase più lunga del ciclo cellulare, durante la quale la cellula cresce e svolge le sue funzioni normali.

Durante l'interfase, il DNA è contenuto nel nucleo sotto forma di filamenti di cromatina. All'inizio della mitosi, la cromatina si condensa formando i cromosomi visibili al microscopio. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi fratelli, identici copie di DNA unite dal centromero.

Vocabulary: Cromatidi fratelli - le due metà identiche di un cromosoma duplicato.

Il ciclo cellulare eucariotico include anche meccanismi di controllo che regolano la riproduzione cellulare:

1. Inibizione da contatto: provoca l'arresto della divisione quando le cellule entrano in contatto tra loro.
2. Dipendenza dall'ancoraggio: le cellule possono moltiplicarsi solo se a contatto con una superficie solida.

Example: La ricostruzione della pelle dopo una ferita è un esempio di come l'inibizione da contatto regoli la divisione cellulare.

Struttura dei cromosomi e fuso mitotico

I cromosomi eucarioti hanno una struttura complessa che facilita la loro corretta segregazione durante la mitosi. Ogni cromosoma è composto da due cromatidi fratelli uniti dal centromero.

Definition: Centromero - regione specializzata del cromosoma che tiene uniti i cromatidi fratelli e funge da punto di attacco per i microtubuli del fuso.

Nella regione del centromero si trovano i cinetocori, strutture proteiche discoidali che servono come punti di ancoraggio per i microtubuli del fuso mitotico. Questi microtubuli sono essenziali per la separazione dei cromatidi fratelli durante l'anafase.

Il fuso mitotico, una volta completato, assume una forma tridimensionale simile a un pallone da rugby. Nelle cellule animali, ogni polo del fuso è posizionato su organuli chiamati centrioli, dai quali partono altre fibre dette aster che ancorano i poli del fuso alla membrana cellulare e facilitano la trazione.

Highlight: Nelle cellule vegetali non sono presenti i centrioli, ma il processo di divisione è simile.

La struttura e la funzione del fuso mitotico sono cruciali per garantire che ogni cellula figlia riceva un set completo e identico di cromosomi, mantenendo così l'integrità del patrimonio genetico attraverso le generazioni cellulari.

Vocabulary: Aster - fibre che partono dai centrioli e ancorano i poli del fuso alla membrana cellulare nelle cellule animali.

Riproduzione sessuata e asessuata

La riproduzione è un processo fondamentale per la continuità della vita e può avvenire in due modalità principali: sessuata e asessuata.

La riproduzione asessuata è tipica di organismi semplici come i batteri, ma si verifica anche in alcuni eucarioti. Esempi di riproduzione asessuata includono:

1. Scissione binaria nei batteri
2. Gemmazione nei lieviti e in alcuni animali come l'idra
3. Frammentazione in alcune piante e animali semplici

Highlight: La riproduzione asessuata produce individui geneticamente identici al genitore.

La riproduzione sessuata, invece, coinvolge la fusione di gameti maschili e femminili e porta alla formazione di individui geneticamente unici. Questo tipo di riproduzione è caratteristico degli organismi più complessi e include processi come la meiosi per la produzione di gameti.

Definition: Meiosi - processo di divisione cellulare che produce gameti con metà del corredo cromosomico della cellula madre.

Le differenze principali tra mitosi e meiosi sono:

1. La mitosi produce due cellule figlie identiche, mentre la meiosi produce quattro cellule aploidi geneticamente diverse.
2. La mitosi avviene in cellule somatiche, la meiosi nelle cellule germinali.
3. La mitosi mantiene il numero di cromosomi, la meiosi lo dimezza.

Example: Negli esseri umani, la riproduzione sessuata coinvolge la fusione di uno spermatozoo con un ovulo, entrambi prodotti attraverso la meiosi.

La comprensione dei meccanismi di divisione cellulare e riproduzione è fondamentale in biologia e ha importanti applicazioni in campi come la medicina rigenerativa e la lotta contro il cancero.