Sapevi che ogni volta che ti gratti il ginocchio o il gomito, alcune cellule della vostra pelle vengono danneggiate? Fortunatamente, grazie alla divisione cellulare, il vostro corpo produce cellule per sostituire quelle danneggiate, cioè le cellule sane si dividono e creano dei sostituti.
La divisione cellulare si riferisce al modo in cui una cellula madre si divide per produrre due o più cellule figlie. Nelle cellule eucariotiche esistono due tipi di divisione cellulare: la mitosi e la meiosi. La mitosi produce due cellule figlie geneticamente identiche, mentre la meiosi produce quattro cellule figlie geneticamente diverse.
Divisione cellulare: un riassunto
Durante il suo ciclo di vita, una cellula subisce una serie di eventi prima di passare alla divisione (mitosi). Le fasi principali del ciclo cellulare sono cinque.
- G1 - La cellula cresce di dimensioni e aumenta il numero di organelli come i mitocondri e i ribosomi.
- S - Il DNA viene copiato e replicato in preparazione della divisione cellulare.
- G2 - La cellula cresce e aumenta la sintesi proteica per prepararsi alla divisione nucleare.
- Mitosi e citodieresi - La cellula attraversa una serie di eventi (che verranno trattati più avanti in questo articolo) e si divide per produrre due o più cellule figlie.
- G0 - C'è un breve periodo in cui la cellula si riposa, noto anche come quiescenza. La cellula non cresce e non si prepara alla divisione cellulare.
Le fasi G0, G1, G2 e S vengono chiamate collettivamente interfase.
Alcune cellule non lasceranno mai il G0. Questo accade comunemente nelle cellule completamente differenziate, ad esempio i neuroni adulti. Probabilmente avete sentito parlare della demenza e dell'Alzheimer come di malattie incurabili. Questo perché i neuroni non si rinnovano. I trattamenti per questi disturbi neurologici non fanno altro che rallentare ulteriori danni.
Divisione cellulare: la mitosi
La mitosi è la divisione delle cellule somatiche (del corpo). La mitosi non ha luogo nella produzione di cellule sessuali (gameti). La mitosi, pur essendo un processo continuo, per semplificare, può essere suddivisa in quattro fasi principali: profase, metafase, anafase e telofase (e citodieresi).
Qual è la differenza tra cromosoma e cromatide?
Prima di immergerci nella divisione cellulare, assicuriamoci di capire la differenza tra cromosoma e cromatide. Può essere facile confonderli (sembrano piuttosto simili).
I cromosomi sono strutture a forma di x che contengono il DNA, cioè le informazioni ereditarie utilizzate durante la divisione cellulare. Sono presenti nel nucleo degli organismi eucarioti. I procarioti hanno invece un genoforo a forma di anello (che contiene il DNA).
Un cromosoma contiene due cromatidi fratelli. Essi sono tenuti insieme dal centromero.
Fasi della mitosi
- Profase - L'involucro nucleare si rompe e i cromosomi si condensano e diventano visibili. I centrioli (microtubuli che si trovano vicino alla membrana nucleare) iniziano a spostarsi verso i poli opposti della cellula. I centrioli iniziano a formare le fibre del fuso.
- Metafase - I cromosomi si allineano all'equatore e le fibre del fuso si attaccano ai centromeri (una regione del cromosoma che tiene uniti i due cromatidi).
- Anafase - I cromatidi fratelli vengono separati e spinti verso i poli opposti.
- Telofase - I cromatidi raggiungono i poli opposti. La cellula si chiude al centro e la membrana nucleare si forma intorno al nuovo nucleo. Le fibre del fuso iniziano a rompersi.
La citodieresi va di pari passo con la telofase. Definisce la scissione fisica finale della cellula per produrre due cellule geneticamente identiche.
Divisione cellulare: la meiosi
La meiosi e la mitosi sono processi diversi. Tuttavia, l'interfase in entrambi questi tipi di divisione cellulare è la stessa.
Lo sviluppo degli spermatozoi è chiamato spermatogenesi, mentre lo sviluppo di un ovulo è l'oogenesi. La spermatogenesi nei maschi continuerà per tutta la vita, mentre l'oogenesi nelle femmine avverrà solo fino alla menopausa.
La maggior parte degli altri animali non va in menopausa come le femmine umane. Solo le orche e le balene pilota sono state osservate in tal senso. Gli organi riproduttivi degli altri animali dureranno più o meno quanto loro.
La meiosi si compone di due parti: la meiosi I e la meiosi II.
Meiosi I
La prima volta che la cellula si divide, le cellule figlie avranno due serie di cromosomi (diploidi).
Unicamente nella meiosi I, i cromosomi omologhi accoppiati (bivalenti) subiranno una ricombinazione in cui si scambieranno informazioni genetiche l'uno con l'altro. I cromosomi omologhi (stessa informazione genetica) si allineano e si scambiano i segmenti.
Le fasi della meiosi I sono le stesse della mitosi. L'unica differenza sta nella fase I. Durante la fase I, oltre a copiare e replicare il DNA per produrre due serie di cromosomi, i cromosomi subiranno anche una ricombinazione.
Meiosi II
La seconda volta che la cellula si divide, i cromatidi fratelli delle due cellule figlie si dividono e ciascuna di esse forma due cellule aploidi (con un unico insieme di cromosomi) (note anche come cellule nipoti).
È importante che le cellule uovo e spermatiche siano aploidi. I gameti maschili e femminili si incontreranno e gli spermatozoi feconderanno l'ovulo. L'embrione conterrà due serie di cromosomi durante la fecondazione, diventando un diploide.
Il principio della Meiosi II è quasi identico a quello della Meiosi I. Le due differenze sono:
- La Meiosi I produrrà due cellule diploidi, mentre la Meiosi II produrrà quattro cellule aploidi.
- La ricombinazione genetica si verifica solo nella Meiosi I.
Divisione cellulare nei procarioti
La fissione binaria è la riproduzione asessuata della cellula in due organismi identici.
La divisione cellulare nei procarioti si chiama fissione binaria. La fissione binaria è più semplice della mitosi o della meiosi nelle cellule eucariotiche.
Per aiutarvi a capire meglio le fasi, ecco alcuni punti chiave:
1-2: I cromosomi si srotolano nella cellula madre;
3: Il DNA viene replicato e si verifica la segregazione del DNA;
4: inizia la formazione della scissione;
5-6: Si producono due cellule figlie identiche.
La divisione cellulare (riproduzione asessuata) nel lievito unicellulare è chiamata gemmazione.
La cellula adulta del lievito è sferica e più grande della gemma in formazione. Dopo la divisione del nucleo viene prodotta una cellula figlia identica.
Divisione cellulare - Punti chiave
La divisione cellulare delle cellule eucariotiche è mitotica (cellule somatiche) o meiotica (cellule sessuali). Le divisioni cellulari unicellulari sono finalizzate alla riproduzione, come la gemmazione nel lievito e la fissione binaria nei batteri.
La mitosi ha quattro fasi principali: la profase, la metafase, l'anafase e la telofase. La cellula si divide poi fisicamente per citochinesi. La mitosi produce due cellule geneticamente identiche.
La meiosi è composta da due parti: la meiosi I e la meiosi II.
Entrambe le parti della meiosi hanno le stesse fasi della mitosi. Tuttavia, la meiosi produrrà quattro cellule aploidi geneticamente diverse.
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