Le cellule sono le unità fondamentali della vita, essendo le entità più irriducibili che conservano tutte le proprietà di base degli esseri viventi, come l'attività metabolica e un mezzo di riproduzione . Proprio come interi organismi progrediscono attraverso la propria versione di un ciclo di vita - nascita, maturazione, riproduzione, invecchiamento e morte - le singole cellule hanno un proprio ciclo di vita, opportunamente definito il ciclo cellulare (Va osservato che alcuni esseri viventi sono costituiti solo da una singola cellula, rendendo "ciclo vitale" e "ciclo cellulare" proposte completamente sovrapposte per questi organismi. Le cellule negli organismi complessi non vivono quasi quanto le creature in cui esistono. Il ciclo di vita cellulare è generalmente più prevedibile e più facile da separare in componenti abbastanza distinti rispetto all'arco di vita di un animale moderatamente complesso. Queste fasi includono l'interfase e la fase M, ognuna delle quali include un certo numero di sottostadi. La fase M comprende mitosi Anche i vulcani attivi più formidabili trascorrono molto più tempo dormienti di fanno scoppiare, ma nessuno presta molta attenzione ai periodi di riposo. In un certo senso, le cellule sono così: la mitosi è di gran lunga la parte più occupata e drammatica del ciclo cellulare, ma la cellula in realtà trascorre la maggior parte del suo tempo in interfase Una cella appena creata entra nella prima fase gap (G 1), durante la quale tutti i contenuti delle cellule (ad es. mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi e altri organelli) ad eccezione dei cromosomi Nella successiva fase di sintesi (S), tutti i cromosomi delle cellule - nell'uomo ce ne sono 46 - sono duplicati (o replicati Nel secondo gap (G 2), la cella esegue un controllo di qualità su se stessa, scansionando il contenuto replicato per errori e apportando le correzioni necessarie. La cellula procede quindi alla fase M. Durante l'interfase, la cellula cresce alle dimensioni è necessario per dividere, facendo copie dei suoi vari elementi in fasi distinte lungo la strada. La fine della fase G 1 è segnalata da una proteina, che segna quello che viene chiamato un checkpoint G 1. Un checkpoint G 2 simile segna l'inizio della fase M. Non esiste un checkpoint S 1, tuttavia. In alcune cellule la fase S si svolge direttamente nella fase M. Quando la cellula non trascorre il tempo a controllare il suo lavoro in una fase G 2 programmata, l'evento che precede direttamente la fase M è la replicazione del DNA (la replicazione dei cromosomi) nella fase S. Altrimenti, una fase G 2 di lunghezza variabile occupa il punto nel ciclo cellulare prima dell'inizio della mitosi. La mitosi è un processo che si verifica nelle cellule eucariotiche (ad es. Cellule vegetali , cellule di mammifero e quelle di altri animali, protisti e funghi) e porta alla produzione di due cellule figlie È quindi asessuato, in contrasto con meiosi La parola "mitosi" significa "filo", in quanto descrive l'aspetto microscopico dei cromosomi che si stanno preparando a dividere e che si sono così condensati in strutture lunghe e lineari. Anche sotto un potente microscopio, i cromosomi interfase, che si trovano diffusamente nel nucleo, sono molto difficili da visualizzare. Si ritiene comunemente che la mitosi si riferisca alla scissione in metà uguali della cellula madre. Questo non è il caso, poiché la mitosi si riferisce solo agli eventi all'interno del nucleo che coinvolgono i cromosomi. La divisione cellulare nel suo complesso è chiamata citochinesi Classicamente, il quattro fasi nominate della mitosi includono, nell'ordine in cui si verificano, prophase Ognuna di queste fasi ha le sue intricate meraviglie, che saranno presto dettagliate. Ma è spesso utile allineare mentalmente ogni fase della mitosi con una breve confusione su ciò che comporta. Ad esempio: Comunque, se un amico ti dice che la fase M ha quattro sottostasi e qualcun altro afferma che sono cinque, calcola questo con le probabili differenze di la loro età (e quindi quando hanno appreso della fase M a scuola) e considerano entrambi giusti. La comparsa di cromosomi condensati segna l'inizio della prophase, più o meno allo stesso modo della formazione di gruppi distinti di persone in chat segna l'inizio "ufficiale" di un incontro sociale. Quando la condensazione della cromatina trasforma il materiale genetico in cromosomi completamente formati, i cromatidi fratelli di ciascun cromosoma replicato possono essere visti uniti nel centromero tra loro. Il centromero è il punto in cui alla fine si formerà un cinetocoro su ciascun cromatide. Anche in fase prop, i due centrosomi, che sono stati duplicati in interfase, iniziano a muoversi verso i lati opposti, o poli, della cellula. In tal modo iniziano a assemblare il fuso mitotico Come probabilmente prevederesti, le fibre del fuso sono orientate parallelamente tra loro e perpendicolari all'eventuale linea di divisione cromosomica. Inoltre, in molti eucarioti superiori, l'involucro nucleare viene degradato sotto l'azione degli enzimi protein-chinasi durante questa fase e sarà ricostruito da zero alla fine della mitosi in telofase. Ma in altri organismi, l'involucro nucleare è mai smontato formalmente. Invece, è allungato insieme alla cellula nella sua interezza mentre i cromosomi si separano ed è ben diviso tutto in una volta. Immagina di essere in piedi in un corridoio completamente buio, a tentoni verso una sponda di interruttori della luce che sai che c'è ma non riesci a capire la posizione esatta di. Ma vuoi davvero un sorso d'acqua dalla cucina, quindi sei persistente. Questo avvicina il comportamento delle fibre del fuso quando le loro estremità "si estendono" e crescono verso i cromosomi da entrambi i poli della cellula. "Sperando" di connettersi ai cinetocori che fungono da locus di connessione delle fibre del fuso, possono essere visti apparire per sondare il citoplasma, ritrarre e sondare un po 'di più fino a quando finalmente colpiscono i loro obiettivi. In breve tempo, fuso le fibre su ciascun lato della cellula si sono attaccate al cinetocoro sul cromatide in ciascuna coppia che si trova sullo stesso lato della cellula. Non ci sono implicazioni genetiche di questa casualità perché ogni cromatide ha lo stesso identico DNA della sorella. Le fibre del fuso iniziano quindi un "tiro alla fune" nel tentativo di bilanciare i loro sforzi in un modo che lascia i centromeri dei cromosomi, e quindi i cromosomi stessi, in un tipo di allineamento lineare. All'inizio della metafase, la rottura dell'inviluppo nucleare procede al completamento, tranne, ovviamente, nelle cellule che non perdere affatto le loro membrane nucleari. Ma il passaggio decisivo della metafase, che in genere è molto breve, è che i cromosomi si allineano lungo il piano che fungerà da interfaccia per la divisione cromosomica. Questa minuscola superficie è chiamata piastra metafase e, con l'idea che la cellula sia come una minuscola sfera in mente, la posizione di questa piastra è lungo l'equatore È possibile che più di un microtubulo mandrino si attacchi a un determinato cinetocore dallo stesso lato, ma almeno un microtubulo di cinetocore è attaccato a ogni polo A questo punto, le fibre del fuso possono finire in altri due posti nella cella oltre ai cinetocori. Questi possono essere microtubuli polari (chiamati anche microtubuli interpolari), che si estendono oltre i cromosomi allineati e attraverso l'equatore, quasi all'origine del fuso mitotico opposto; o microtubuli astrali L'anafase è il componente più visivamente sorprendente della fase M perché coinvolge il cromosoma rapido movimento quando i cromosomi replicati si dividono. Ciò viene realizzato dai cromatidi fratelli in ciascun set di cromosomi duplicati e allineati che viene attirato verso i poli opposti della cellula dalle fibre del fuso. Ciò è dovuto alle fatiche dei microtubuli, ma è facilitato dal rottura della coesina L'anafase può essere visualizzata come caratterizzato da anafase A Inoltre, un anello contrattile si forma dalle proteine dell'actina solo sotto la membrana plasmatica in anafase; questo anello partecipa alla "spremitura" durante la citocinesi che provoca la scissione dell'intera cellula. All'inizio di questa parte della fase M, i cromosomi sotto forma di nuclei figlie hanno raggiunto l'opposto estremità della cellula. Il fuso mitotico, dopo aver completato il suo lavoro, è smontato; immagini, diciamo, alcune minuscole impalcature costruite lungo il lato di un minuscolo edificio per consentire che la costruzione venga smontata, fascio per raggio, e ottieni l'idea. Questo è davvero un passaggio di pulizia della fase M , analogo all'epilogo di un romanzo. Il "complotto" è stato risolto alla fine dell'anafase perché i cromatidi sono arrivati dove avrebbero dovuto viaggiare, ma prima che i "personaggi" possano andare avanti, è necessario un po 'di pulizie. In telofase, il nucleare la membrana viene riassemblata e i cromosomi si condensano. Questo non è esattamente come eseguire il video di prophase al contrario, ma è vicino. Nella citochinesi, la cellula si divide in due cellule figlie identiche, ognuna delle quali si prepara ad entrare nella fase G1 e ad avviare un proprio ciclo cellulare.
, il processo mediante il quale le cellule si riproducono asessualmente per creare nuove cellule.
Fasi del ciclo cellulare
. Questa stessa fase include G 1
, S
e G 2
fasi.
sono duplicati.
, per usare il linguaggio biochimico).
, con questa "off-ramp" dal ciclo tipico che si verifica subito dopo il completamento della mitosi.
Cosa succede prima della fase M
Panoramica sulla mitosi
da una cellula madre, con le cellule figlie geneticamente identiche al genitore e l'una all'altra.
, un tipo di divisione cellulare che si svolge in alcune cellule delle gonadi e comporta il giocoleria e il mescolamento del materiale genetico. La sua controparte nel mondo procariota è fissione binaria
. Nella maggior parte delle cellule animali, il processo dura circa un'ora, una piccola frazione della vita tipica di una cellula.
, mentre la divisione nucleare (incluso l'involucro nucleare) è nota come cariocinesi
.
Fasi di mitosi
, metaphase
, anaphase
e telophase
. Molte fonti includono una descrizione dettagliata di una quinta fase, prometaphase
, che è probabilmente distinta sia da prophase che da metaphase.
Prophase
, che consiste di fibre del fuso
fatto di microtubuli
che si estendono dai poli della cellula verso il centro e diventano attaccato ai cinetocori (tra le altre strutture).
Prometaphase
Metafase
della cellula.
. Dopo che i microtubuli sono stati impegnati nel loro gioco di push-and-pull abbastanza a lungo per arrivare a uno stato di tensione equilibrata, i cromosomi smettono di muoversi e la metafase è finita.
, che raggiungono dal polo del mandrino alla membrana cellulare sullo stesso lato.
Anaphase
proteine che legano il cinetocoro alle fibre del cinetocoro. In anafase, la cellula inizia ad allungarsi da una forma approssimativamente sferica (o un cerchio, se si osserva una sezione trasversale) in una forma approssimativamente ovoidale (cioè un'ellisse).
, in cui le fibre del fuso del cinetocoro separano i cromosomi come descritto, e anafase B
, in cui le fibre astrali tirano i poli ancora più lontano dall'equatore e quindi più lontano l'uno dall'altro, trascinando le fibre interpolari oltre i cromosomi dallo stesso lato e spingendoli leggermente lungo per la corsa nella stessa direzione.
Telofase
