La fase mitotica e la fase G0
Durante la fase mitotica multistep, il nucleo cellulare si divide e i componenti cellulari si dividono in due cellule figlie identiche.
Obiettivi formativi
Descrivi gli eventi che si verificano nei diversi stadi della mitosi
Punti chiave
Punti chiave
- Durante la profase, il nucleo scompare, le fibre del fuso si formano e il DNA si condensa in cromosomi ( cromatidi fratelli ).,
- Durante la metafase, i cromatidi fratelli si allineano lungo l’equatore della cellula attaccando i loro centromeri alle fibre del fuso.
- Durante l’anafase, i cromatidi fratelli sono separati al centromero e sono tirati verso i poli opposti della cellula dal fuso mitotico.
- Durante la telofase, i cromosomi arrivano ai poli opposti e si srotolano in sottili filamenti di DNA, le fibre del fuso scompaiono e la membrana nucleare riappare.,
- La citocinesi è l’effettiva scissione della membrana cellulare; le cellule animali si separano, mentre le cellule vegetali formano una piastra cellulare che diventa la nuova parete cellulare.
- Le cellule entrano nella fase G0 (inattiva) dopo che escono dal ciclo cellulare quando non si preparano attivamente a dividersi; alcune cellule rimangono in fase G0 in modo permanente., prima parte della mitosi fase in cui la divisione del nucleo della cellula avviene
- centrosoma: un organello vicino al nucleo, nel citoplasma della maggior parte degli organismi che controlla l’organizzazione dei microtubuli e dà luogo al fuso mitotico
- la citocinesi: la seconda parte del mitotica fase in cui il citoplasma di una cellula si divide, a seguito della divisione del nucleo
La Fase Mitotica
La fase mitotica è un processo a più fasi durante le quali il duplicato cromosomi sono allineati, separati, e spostare in due nuove cellule figlie identiche., La prima porzione della fase mitotica è chiamata karyokinesis o divisione nucleare. La seconda porzione della fase mitotica, chiamata citocinesi, è la separazione fisica dei componenti citoplasmatici nelle due cellule figlie.
Cariochinesi (Mitosi)
La cariochinesi, nota anche come mitosi, è divisa in una serie di fasi (profase, prometafase, metafase, anafase e telofase) che determinano la divisione del nucleo cellulare.,
Fasi del ciclo cellulare: la cariocinesi (o mitosi) è divisa in cinque fasi: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase. Le immagini in basso sono state prese da microscopia a fluorescenza (quindi, lo sfondo nero) di cellule artificialmente colorate da coloranti fluorescenti: fluorescenza blu indica DNA (cromosomi) e fluorescenza verde indica microtubuli (apparato mandrino).
Durante la profase, la “prima fase”, l’involucro nucleare inizia a dissociarsi in piccole vescicole., Gli organelli membranosi (come l’apparato di Golgi e il reticolo endoplasmatico) si frammentano e si disperdono verso la periferia della cellula. Il nucleolo scompare e i centrosomi iniziano a spostarsi verso i poli opposti della cellula. I microtubuli che alla fine formeranno il fuso mitotico si estendono tra i centrosomi, spingendoli più lontano mentre le fibre dei microtubuli si allungano. I cromatidi fratelli iniziano a serpeggiare più strettamente con l’aiuto delle proteine della condensina e diventano visibili al microscopio ottico.,
Durante la prometafase, la” prima fase di cambiamento”, molti processi iniziati in prophase continuano ad avanzare. I resti del frammento dell’involucro nucleare. Il fuso mitotico continua a svilupparsi man mano che più microtubuli si assemblano e si allungano per tutta la lunghezza dell’area nucleare precedente. I cromosomi diventano più condensati e discreti. Ogni cromatide sorella sviluppa una struttura proteica chiamata cinetocoro nella regione centromerica. Le proteine del cinetocoro attraggono e legano i microtubuli del fuso mitotico.,
Kinetocore e Fuso mitotico: durante la prometafase, microtubuli di fuso mitotico da poli opposti si attaccano a ciascun cromatide gemello al kinetocore. Nell’anafase, la connessione tra i cromatidi fratelli si rompe e i microtubuli tirano i cromosomi verso i poli opposti.
Durante la metafase, la “fase di cambiamento”, tutti i cromosomi sono allineati su un piano chiamato piastra metafase, o il piano equatoriale, a metà strada tra i due poli della cellula., I cromatidi fratelli sono ancora strettamente attaccati l’uno all’altro dalle proteine della coesina. In questo momento, i cromosomi sono condensati al massimo.
Durante l’anafase, la “fase ascendente”, le proteine della coesina si degradano e i cromatidi fratelli si separano al centromero. Ogni cromatide, ora chiamato cromosoma, viene tirato rapidamente verso il centrosoma a cui è attaccato il suo microtubulo. La cellula diventa visibilmente allungata (di forma ovale) mentre i microtubuli polari scivolano l’uno contro l’altro sulla piastra metafase dove si sovrappongono.,
Durante la telofase, la “fase a distanza”, i cromosomi raggiungono i poli opposti e iniziano a decondensarsi (disfarsi), rilassandosi in una configurazione di cromatina. I mandrini mitotici vengono depolimerizzati in monomeri di tubulina che verranno utilizzati per assemblare componenti citoscheletrici per ogni cellula figlia. Gli involucri nucleari si formano attorno ai cromosomi e i nucleosomi appaiono all’interno dell’area nucleare.,
Citocinesi
La citocinesi, o “movimento cellulare”, è il secondo stadio principale della fase mitotica durante la quale la divisione cellulare viene completata tramite la separazione fisica dei componenti citoplasmatici in due cellule figlie. La divisione non è completa fino a quando i componenti delle cellule sono stati ripartiti e completamente separati nelle due cellule figlie. Sebbene gli stadi della mitosi siano simili per la maggior parte degli eucarioti, il processo di citocinesi è molto diverso per gli eucarioti che hanno pareti cellulari, come le cellule vegetali.,
In cellule come le cellule animali, che mancano di pareti cellulari, la citocinesi segue l’insorgenza dell’anafase. Un anello contrattile composto da filamenti di actina si forma appena all’interno della membrana plasmatica sulla precedente piastra di metafase. I filamenti di actina tirano l’equatore della cellula verso l’interno, formando una fessura. Questa fessura o” crepa ” è chiamata solco di scissione. Il solco si approfondisce man mano che l’anello di actina si contrae; alla fine la membrana viene scissa in due.,
Citocinesi: durante la citocinesi nelle cellule animali, un anello di filamenti di actina si forma sulla piastra della metafase. L’anello si contrae, formando un solco di scissione, che divide la cellula in due. Nelle cellule vegetali, le vescicole di Golgi si uniscono alla precedente piastra di metafase, formando un phragmoplast. Una piastra cellulare formata dalla fusione delle vescicole del phragmoplast cresce dal centro verso le pareti cellulari e le membrane delle vescicole si fondono per formare una membrana plasmatica che divide la cellula in due.,
Nelle cellule vegetali, una nuova parete cellulare deve formarsi tra le cellule figlie. Durante l’interfase, l’apparato di Golgi accumula enzimi, proteine strutturali e molecole di glucosio prima di rompersi in vescicole e disperdersi in tutta la cellula divisoria. Durante la telofase, queste vescicole di Golgi vengono trasportate su microtubuli per formare un phragmoplast (una struttura vescicolare) alla piastra metafase. Lì, le vescicole si fondono e si fondono dal centro verso le pareti cellulari; questa struttura è chiamata piastra cellulare., Quando più vescicole si fondono, la piastra cellulare si allarga fino a fondersi con le pareti cellulari alla periferia della cellula. Gli enzimi usano il glucosio che si è accumulato tra gli strati di membrana per costruire una nuova parete cellulare. Le membrane di Golgi diventano parti della membrana plasmatica su entrambi i lati della nuova parete cellulare.
Fase G0
Non tutte le cellule aderiscono al modello classico del ciclo cellulare in cui una cellula figlia appena formata entra immediatamente nelle fasi preparatorie dell’interfase, seguita da vicino dalla fase mitotica. Le cellule in fase G0 non si stanno preparando attivamente a dividersi., La cellula è in uno stadio quiescente (inattivo) che si verifica quando le cellule escono dal ciclo cellulare. Alcune cellule entrano temporaneamente in G0 fino a quando un segnale esterno innesca l’insorgenza di G1. Altre cellule che non si dividono mai o raramente, come il muscolo cardiaco maturo e le cellule nervose, rimangono in G0 in modo permanente.