12 febbraio 2012

Nascita di nuove cellule: la mitosi

Il questo post parlerò della mitosiprima, però, riprendo alcuni concetti chiave dal  post precedente, che aiuteranno a capire meglio il processo di divisione cellulare. 

IL CICLO CELLULARE: INTERFASE e MITOSI
Il ciclo cellulare può essere schematicamente diviso in due fasi: l'interfase e la mitosi.
  • L'interfase: è la fase tra una mitosi e la successiva, durante la quale la cellula svolge le sue funzioni vitali. L'interfase è, a sua volta, suddivisa in 3 fasi: la fase G1 nella quale la cellula duplica il suo contenuto, ad esclusione del corredo genetico. La fase S durante la quale la cellula duplica il materiale genetico; la fase G2 durante la quale la cellula si prepara alla mitosi, controlla e ripara eventuali errori commessi nella replicazione del DNA.
  • La mitosi, ovvero la divisione cellulare.
Department of Genetics, University of Leicester
La divisione cellulare è un processo molto importante, che deve avvenire in modo controllato e preciso. Ciascuna cellula del nostro corpo si origina a partire dallo zigote (= cellula che si ottiene dall'unione della cellula uovo con lo spermatozoo) per divisioni successive; è sempre la mitosi che permette al nostro corpo di crescere, di sostituire le cellule invecchiate o danneggiate.



Il lungo viaggio dell’embrione L'immagine mostra le divisioni successive alle quali va incontro la cellula uovo dopo la fecondazione. Tutte queste divisioni avvengono per mitosi. In 4-5 giorni passa dallo stato unicellulare a quello pluricellulare: il numero di cellule raddoppia ogni 12-15 ore.

I PROTAGONISTI DELLA DIVISIONE CELLULARE
Prima di addentrarsi nei passaggi chiave della divisione cellulare, è bene conoscerne i protagonisti.

I cromosomi
Immagine tratta dal sito http://leavingbio.net/
L'immagine viola mostra il nucleo di una cellula, prima della divisone cellulare. Il nucleo è protetto dalla membrana nucleare; all'interno del nucleo ci sono la cromatina e il nucleolo. La cromatina è la forma nella quale si trova il DNA durante l'interfase; il nucleolo, invece, è l'organello deputato alla costruzione (sintesi) dell'rRNA, ovvero l'RNA che costituisce i ribosomi, le fabbriche delle proteine. Durante la mitosi il nucleolo scompare e la membrana nucleare si disgrega.
Immagine da Larapedia.com dove potete trovare appunti di biologia
All'inizio della mitosi i cromosomi diventano visibili. 
Il cromosoma presenta una forma bastoncino costituita da due filamenti identici di DNA: i cromatidi fratelli. 
I cromatidi sono uniti a livello del centromero. 
A ciascun centromero è associato il cinetocore, punto di ancoraggio per le fibre del fuso mitotico.

L'apparato mitotico
L’apparato mitotico è composto dai centrioli, dall’aster e dalle fibre del fuso; permette la migrazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.
I centrioli sono strutture proteiche tubulari coinvolte nella formazione del fuso mitotico e nel completamento della citodieresi.
Nella fase G1 dell’interfase la coppia di cetrioli si separa; nella fase S avviene, invece, la duplicazione dei centrioli in modo che ce ne siano due per ogni cellula figlia. Il centriolo è circondato da ulteriore materiale che nel complesso prende il nome di centrosoma


Immagine da http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/

L’aster è composto da microtubuli che si irradiano dal centrosoma. Questa struttura compare nella profase e scompare nella telofase.
Le fibre del fuso si propagano dai due poli della cellula. Le fibre del fuso sono composte da microtubuli: consentono l’allungamento della cellula e la divisione dei cromatidi fratelli. 

LE FASI DELLA DIVISIONE CELLULARE

Ora vediamo le diverse fasi della mitosi

PROFASE 
Inizia quando i cromosomi diventano visibili al microscopio, in seguito alla condensazione DNA. 
Il nucleolo scompare e la membrana nucleare inizia a disgregarsi.
centrioli migrano ai poli opposti della cellula.
Si forma il fuso mitotico, al quale si attaccheranno i cromosomi.

Ecco un'immagine riassuntiva:
Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online
  • Nel primo schema si vedono i centrioli e il nucleo con i cromosomi duplicati e il nucleolo: la cellula si presenta così prima della mitosi.
  • Nel secondo schema si possono vedere i centrioli che iniziano a migrare ai poli opposti della cellula e i cromosomi, formati dai due cromatidi fratelli, tenuti insieme dal centromero. La membrana nucleare si disgrega.
  • Infine, nel terzo schema, i centrioli sono correttamente posizionati; inizia la formazione delle fibre del fuso e il processo di disgregazione della membrana nucleare è quasi completo. Il nucleolo è ormai scomparso.
METAFASE
A questo punto scompare la membrana nucleare ed i cromosomi si agganciano alle fibre del fuso mitotico in corrispondenza del loro centromero e si allineano in corrispondenza del piano equatoriale (zona centrale della cellula).
Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online
ANAFASE
I due cromatidi di ciascun cromosoma si separano e vengono trascinati ai due poli opposti della cellula dalle fibre del fuso mitotico.
Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online
TELOFASE e CITODIERESI 
I cromatidi ai poli della cellula si de-condensano attorno a ciascun corredo cromosomico si forma una nuova membrana nucleare.
Nella citodieresi le due cellule figlie si separano.Il risultato finale è la formazione di due cellule figlie con lo stesso numero di cromosomi della cellula madre (23 coppie, ovvero 46 cromosomi).
Mitosis. Art. Encyclopædia Britannica Online
Eccovi, infine, un'altra bella immagine riassuntiva del processo di divisione mitotica.

Immagine dal blog in lingua inglese Finley's Period 8
Su Cells alive potete vedere anche un'animazione interattiva della mitosi.
Infine, se vi siete mai chiesti com'è nata la prima cellula eucariotica potete scoprirlo leggendo Una nuova luce sulla nascita della cellula eucariotica.


Questo post partecipa al Carnevale della Chimica n°14 ospitato il 23 febbraio 2012 da Crescere Creativamente di Maestra Rosalba.


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Tania Tanfoglio

2 commenti:

  1. Bellissimo! (scusa se sono parco di parole ma ho spalato tutt'oggi e sono in riserva)

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  2. Grazie! Qui siamo stati più fortunati, la neve è solo sui tetti.

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