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La divisione e la riproduzione cellulare

Cos'è la divisione cellulare?

La divisione cellulare è un processo importantissimo per la vita, in quanto esso permette ad una cellula genitore di dividersi in due o più cellule figlie, ciascuna in possesso di un corredo genetico identico.

Nella cellula procariotica

La divisione cellulare

Cellule tumorali, osservate al microscopio, in fase di divisione.

Perché avvenga la divisione cellulare è necessario che si verifichino quattro eventi:

Come avviene nella cellula?

Citodieresi:

1. Deve essere attivato un segnale riproduttivo, per dare inizio alla divisione.

2. Deve avvenire la duplicazione del materiale genetico.

3. La cellula deve distribuire equamente il DNA attraverso un processo chiamato segregazione.

4. Alla membrana plasmatica si deve aggiungere nuovo materiale mediante un processo chiamato citodieresi.

Le cellule procariote

Il modello più semplice di divisione cellulare si osserva nei procarioti, che possiedono un solo cromosoma circolare formato da una singola molecola di DNA.

Nei procarioti la divisione cellulare riproduce l'intero organismo; la cellula cresce di dimensioni, duplica il proprio DNA e poi si divide in due mediante un processo denominato scissione binaria.

Il processo della scissione binaria

Come avviene?

1. Il cromosoma inizia a duplicarsi a partire da una regione specifica chiamata regione ori.

2. La segregazione ha inizio mentre il DNA si duplica: la cellula si allunga e le regioni ori delle due molecole di DNA in formazione si spostano verso le due estremità.

3. Dopo questa fase, ha inizio la citodieresi delle due cellule figlie. Avviene una strozzatura della membrana plasmatica che, man mano che si restringe, permette la formazione della nuova parete cellulare e la separazione delle due cellule.

Dalla divisione cellulare al cancro

Il termine tumore indica una classe di malattie caratterizzate da una incontrollata riproduzione di alcune cellule dell'organismo. Non rispondendo più ai meccanismi fisiologici di controllo, queste cellule si riproducono avendo dei danni al loro patrimonio genetico.

La divisione cellulare è un fenomeno altamente controllato e una semplice alterazione dell’equilibrio tra la demoli- zione e la creazione di nuove cellule può avere come conseguenza un tumore.

All'interno di ogni cellula, dei "geni controllori" hanno il compito di impedire che una cellula danneggiata possa sopravvivere. Perchè il processo tumorale si avvii è necessario che anche questi "geni controllori" siano fuori uso.

La formazione di tumori

Ciclo cellulare

Una cellula rimane vitale e funzionante finchè non si divide oppure muore. Il tempo che trascorre prima che una cellula si divida non è costante, ma varia in relazione al compito svolto all'interno dell'organismo e al momento dello sviluppo.

La

mitosi

Il ciclo cellulare è l'insieme di elementi compresi tra la formazione di una cellula e la sua divisione in due cellule figlie.

Il ciclo cellulare può essere suddiviso in due stadi: l'interfase e la fase mitotica.

INTERFASE:

L'interfase è il tempo che intercorre tra una divisione e l'altra ed inoltre è il periodo più lungo della vita cellulare.

All'interno dell'interfase, le cellule eucariotiche contengono numerosi cromosomi, ognuno costituito da una molecola di DNA.

Essendo estremamente lungo, tutto il DNA compattato può essere contenuto nel nucleo di una cellula grazie a un complesso meccanismo di spiralizzazione.

Interfase

L'interfase può essere, a sua volta, suddivisa in quattro sottofasi:

1. SOTTOFASE G1

2. SOTTOFASE G0 (solo per alcune cellule)

3. SOTTOFASE S

4. SOTTOFASE G2

Fase mitotica (Fase M)

La fase mitotica è la divisione della cellula e comprende due processi principali: la mitosi e la citodieresi.

Fase mitotica (Fase M)

La mitosi corrisponde alla divisione del nucleo.

Alla mitosi segue la citodieresi, fase in cui il citoplasma e gli organuli in esso contenuti, si ripartisce in due cellule distinte.

Fattori di controllo della divisione cellulare

Il passaggio tra le fasi è controllato dagli enzimi CDK.

L'entrata della fase M del ciclo cellulare non è un evento casuale, infatti è regolato attraverso una serie di fattori:

1. La dipendenza dall'ancoraggio, secondo cui le cellule si dividono solo quando vengono a contatto con una superficie solida.

Fattori di controllo

2. L'inibizione da contatto che arresta la divisione cellulare quando le cellule, moltiplicandosi, entrano in contatto tra loro.

Cellula staminale embionale

Cellule staminali

Le cellule staminali sono cellule primitive, non ancora dotate di specializzazione ma capaci di trasformarsi in diversi tipi di cellule del corpo con funzioni speciali.

Cellule staminali

Cellule staminali adulte

Le cinque fasi:

Metafase

Prometafase

Profase

Gli stadi della mitosi

Telofase

Anafase

La citodieresi è la divisione del citoplasma

Con la parola "mitosi" si intende la sola divisione del nucleo; la successiva divisione del citoplasma cellulare si realizza attraverso la citodieresi. Fondamentale è la differenza fra le cellule vegetali e cellule animali:

La citodieresi

1. Le cellule animali si dividono definitivamente grazie ad un anello contrattile che, stringendosi, divide la cellula a metà.

2. Le cellule vegetali, attraverso speciali vescicole prodotte dall'apparato di Golgi che si fondono creando la nuova parete cellulare, si dividono.

La mitosi e la riproduzione asessuata

Gli organismi eucarioti possono riprodursi per via sessuata o asessuata.

La riproduzione asessuata, si basa sulla divisione mitotica del nucleo e produce figli geneticamente identici.

Riproduzione asessuata

Queste cellule a forma di bastoncello sono spore asessuali prodotte da un fungo; ogni spora è geneticamente identica alla cellula che l'ha prodotta per frammentazione.

Lavoro svolto da:

- Abbinante Marialessia

- De Vitis Elena

- Campobasso Maria Rachele

2C Cambridge

Anno scolastico 2019/2020

Conclusione

Bibliografia

Fonti:

Le fasi della mitosi:

(1) https://www.chimica-online.it/biologia/mitosi.htm

Scissione binaria:

(1) https://www.chimica-online.it/biologia/scissione-binaria.htm

(2) https://fisiologicamente.altervista.org/biologia-la-divisione-cellulare-dei-procarioti/?doing_wp_cron=1590572940.8141200542449951171875

Divisione cellulare (parte introduttiva):

(1) Libro "Biologia.Blu - Dalle cellule agli organismi" Scienze Zanichelli

(2) Libro "Il nuovo invito alla biologia.blu - Dagli organismi alle cellule" Scienze Zanichelli

Approfondimento sulle cellule tumorali:

(1) https://www.lescienze.it/news/2008/01/09/news/dalla_divisione_cellulare_al_cancro-580728/

(2) Libro "Il mondo della cellula - Ottava Edizione - Becker"

Mitosi e ciclo cellulare:

(1) http://ebook.scuola.zanichelli.it/sadavabiologia/il-ciclo-cellulare

(2) https://elearning.uniroma1.it/pluginfile.php/765165/mod_resource/content/0/17.%20Lezione%20ciclo%20cellulare%20maggio%202019.pdf

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