La divisione cellulare è implicata nella
riproduzione asessuata e sessuata
La divisione cellulare avviene quando una cellula «madre» si divide producen-
do due nuove cellule «figlie». La divisione cellulare si verifica sia nel caso della
riproduzione asessuata sia nel caso di quella sessuata.
Nella riproduzione asessuata, ciascuna cellula figlia riceve una copia del DNA
della cellula madre. Le nuove cellule sono quindi geneticamente identiche alla
cellula madre.
Un aumento del numero di cellule somatiche in un organismo pluricellulare o un
aumento del numero di organismi unicellulari sono forme di riproduzione asessuata.
Durante la riproduzione sessuata, due gameti (cellula uovo e spermatozoo) si
uniscono e la prole riceve una combinazione del DNA dei genitori. La prole ha quindi
una composizione genetica unica.
I gameti coinvolti nella riproduzione sessuata si ottengono mediante un particolare
tipo di divisione cellulare in cui a partire da una cellula si ottengono quattro cellule
diverse tra loro e diverse dalla cellula madre da cui sono state ottenute.
I procarioti si riproducono per
via asessuata
I procarioti si riproducono per scissione binaria.
La cellula procariote è dotata di un unico cromosoma circolare associato a proteine che ne favoriscono il compattamento.
Nella scissione binaria, duplica-
zione e segregazione avvengo3
no contemporaneamente.
Le due cellule prodotte mediante scissione binaria sono geneticamente identiche tra loro.
I segnali per l’inizio della divisione cellulare dipendono da fattori esterni, come
le condizioni ambientali e la concentrazione di sostanze nutrienti.
In condizioni favorevoli, i batteri si possono dividere anche ogni 20 minuti.
Nel ciclo cellulare le cellule somatiche
si dividono per mitosi
Il CICLO CELLULARE è una sequenza ordinata di fasi che si susseguono tra il
momento in cui una nuova cellula prende origine dalla divisione di una cellula
madre e il momento in cui essa stessa dà origine a due cellule figlie identiche. Il
ciclo viene suddiviso in interfase e fase della mitosi.
L’interfase è il periodo più lungo del
ciclo cellulare nel quale la cellu-la
aumenta le proprie dimensioni e
duplica il proprio DNA oltre a tutti
gli organuli intracellulari.
Durante la citodieresi il citoplasma
si divide in due e si formano due
cellule distinte.
Durante la mitosi la membrana nucleare scompare, il DNA segrega
alle due estremità della cellula dove si formano due nuovi nuclei.
L’interfase
Gran parte del ciclo cellulare trascorre nell’interfase, quel periodo speso dalla
cellula per svolgere le proprie funzioni.
La duplicazione del DNA avviene a metà circa dell’interfase.
Nello stadio G1 la cellula duplica i propri organuli e accumula materiali da usare
per la duplicazione del materiale genetico.
Nello stadio S i cromosomi si duplicano in due
CROMATIDI FRATELLI; ciascun cromosoma
possiede una doppia elica di DNA all’inizio dello
stadio e due alla fine.
Nello stadio G2 la cellula continua a duplicare i
propri organuli e sintetizza le proteine necessarie per la divisione.
I cromosomi eucariotici sono visibili
durante la divisione cellulare
Quando una cellula eucariotica non è in divisione, il
DNA presente in un cromosoma si trova in una
massa intricata di filamenti sottili, la cromatina.
Prima della divisione nucleare, la cromatina si spiralizza e si condensa; ogni singolo CROMOSOMA
diventa così ben visibile.
Durante la fase G1 le molecole di DNA sono poco
spiralizzate perché le informazioni in esse contenute
devono essere lette e utilizzate dalla cellula per la sintesi delle proteine.
La spiralizzazione è un processo indispensabile per la successiva mitosi: solo così
è infatti possibile separare e distribuire equamente le molecole di DNA nei due
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nuclei in formazione.
I cromosomi eucariotici sono visibili
durante la divisione cellulare
Ciascuna specie di organismo ha un numero cromosomico caratteristico: quest’ultimo prende il nome di numero diploide 2n.
Le cellule somatiche sono diploidi: ogni cromosoma è presente in due copie.
Nella specie umana, una cellula somatica in fase
G1 contiene23 coppie di cromosomi omologhi.
All’inizio della mitosi, ciascun cromosoma è formato da due cromatidi fratelli uniti in una regione
centrale chiamata centromero.
I gameti sono cellule aploidi n: le cellule uovo e gli spermatozoi hanno un singolo
cromosoma per tipo.
La mitosi mantiene inalterato il
numero di cromosomi
La divisione cellulare avviene durante la fase della mitosi. Come risultato della
mitosi, le due cellule figlie possiedono un corredo genetico identico a quello della
cellula madre.
Anche se la mitosi è un processo continuo, si possono distinguere alcune fasi:
profase: la cromatina è condensata e i cromosomi sono visibili;
metafase: i cromosomi sono allineati al centro della cellula e ancorati a una fibra
del fuso mitotico;
anafase: i cromatidi fratelli si staccano e vengono portati ai poli opposti del fuso;
telofase: si stanno formando le cellule figlie.
Nel corso della profase il DNA si spiralizza, nella regione del centromero di ogni
cromatidio si forma una struttura proteica chiamata cinetocore, si forma il fuso
mitotico grazie all’assemblaggio di microtubuli che prendono origine dai due centrioli presenti in ciascun centrosoma.
Nel corso della metafase precoce (anche indicata con il termine prometafase) l’involucro nu-
cleare è scomparso e i due cromatidi fratelli di
ciascuna coppia si legano ai microtubuli del
fuso mitotico.
Il fuso mitotico è completo, i due centrosomi
sono alle estremità della cellula e i centromeri si
sono allineati lungo il piano equatoriale formando la piastra metafasica (o piastra equatoriale).
Il DNA ha raggiunto la massima spiralizzazione
ed è quindi il momento migliore per osservare i
cromosomi.
Grazie alle proteine motrici che utilizzano l’energia dell’ATP, i cinetocori avanzano lungo i
microtubuli, trascinando con sé i cromosomi.
Da questo momento, ogni cromatidio viene considerato un cromosoma indipendente e prende
il nome di cromosoma figlio.
I cromosomi despiralizzano, ricompare la cromatina, si rigenerano le membrane nucleari e i
nucleoli.
La citodieresi è la divisione del
citoplasma
La separazione delle cellule animali avviene
grazie alla formazione di un solco di scissione.
Al di sotto della membrana plasmatica si forma
un anello contrattile costituito da miosina e actina. Queste proteine contrattili scorrono l’una
sopra l’altra sino a determinare la divisione del
citoplasma.
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Nella divisione delle cellule vegetali, la citodieresi coinvolge la formazione di vescicole prodotte dall’apparato del Golgi ed il cui contenuto contribuisce alla formazione di una piastra cellulare.
La piastra cellulare rappresenta la fase iniziale nella formazione della
parete cellulare che separerà le due cellule figlie.
