InterfaseEdit
L’interfase è il processo attraverso il quale una cellula deve passare prima della mitosi, della meiosi e della citochinesi. L’interfase consiste in tre fasi principali: G1, S, e G2. G1 è un periodo di crescita per la cellula dove si verificano funzioni cellulari specializzate per preparare la cellula alla replicazione del DNA. Ci sono dei punti di controllo durante l’interfase che permettono alla cellula di avanzare o fermare l’ulteriore sviluppo. Uno dei punti di controllo è tra G1 e S, lo scopo di questo punto di controllo è quello di controllare le dimensioni appropriate della cellula e qualsiasi danno al DNA. Il secondo checkpoint si trova nella fase G2, anche questo checkpoint controlla le dimensioni delle cellule ma anche la replicazione del DNA. L’ultimo punto di controllo si trova nel sito della metafase, dove controlla che i cromosomi siano correttamente connessi ai fusi mitotici. Nella fase S, i cromosomi vengono replicati per mantenere il contenuto genetico. Durante la fase G2, la cellula subisce le ultime fasi di crescita prima di entrare nella fase M, dove vengono sintetizzati i fusi. La fase M può essere una mitosi o una meiosi a seconda del tipo di cellula. Le cellule germinali, o gameti, subiscono la meiosi, mentre le cellule somatiche subiranno la mitosi. Dopo che la cellula procede con successo attraverso la fase M, può poi subire la divisione cellulare attraverso la citochinesi. Il controllo di ogni checkpoint è controllato da cicline e chinasi ciclina-dipendenti. La progressione dell’interfase è il risultato dell’aumento della quantità di ciclina. Man mano che la quantità di ciclina aumenta, sempre più chinasi ciclina-dipendenti si attaccano alla ciclina segnalando alla cellula di entrare ulteriormente nell’interfase. Al picco della ciclina, attaccata alle chinasi dipendenti dalla ciclina, questo sistema spinge la cellula fuori dall’interfase e nella fase M, dove avvengono mitosi, meiosi e citochinesi. Ci sono tre punti di controllo di transizione che la cellula deve attraversare prima di entrare nella fase M. Il più importante è il punto di controllo della transizione G1-S. Se la cellula non passa questo checkpoint, il risultato è che la cellula esce dal ciclo cellulare.
ProphaseEdit
Prophase è la prima fase della divisione. L’involucro nucleare si rompe in questa fase, lunghi filamenti di cromatina si condensano per formare filamenti più corti e visibili chiamati cromosomi, il nucleolo scompare e i microtubuli si attaccano ai cromosomi ai cinetocori a forma di disco presenti nel centromero. I microtubuli associati all’allineamento e alla separazione dei cromosomi sono chiamati fuso e fibre del fuso. I cromosomi saranno anche visibili al microscopio e saranno collegati al centromero. Durante questo periodo di condensazione e allineamento nella meiosi, i cromosomi omologhi subiscono una rottura nel loro DNA a doppio filamento negli stessi punti, seguita da una ricombinazione dei filamenti di DNA parentale ora frammentati in combinazioni non parentali, note come crossing over. Questo processo è dimostrato essere causato in gran parte dalla proteina altamente conservata Spo11 attraverso un meccanismo simile a quello visto con la toposomerasi nella replicazione e trascrizione del DNA.
MetafaseEdit
In metafase, i centromeri dei cromosomi si riuniscono sulla piastra di metafase (o piastra equatoriale), una linea immaginaria che è a distanze uguali dai due poli centrosomi e tenuta insieme da complessi noti come coesine. I cromosomi si allineano al centro della cellula grazie ai centri organizzatori di microtubuli (MTOC) che spingono e tirano sui centromeri di entrambi i cromatidi, causando così lo spostamento del cromosoma verso il centro. A questo punto i cromosomi si stanno ancora condensando e sono attualmente a un passo dall’essere il più arrotolato e condensato possibile, e le fibre del fuso si sono già collegate ai cinetocori. Durante questa fase tutti i microtubuli, ad eccezione dei cinetocori, sono in uno stato di instabilità che promuove la loro progressione verso l’anafase. A questo punto, i cromosomi sono pronti a dividersi nei poli opposti della cellula verso il fuso a cui sono collegati.
AnafaseEdit
L’anafase è una fase molto breve del ciclo cellulare e si verifica dopo che i cromosomi si allineano alla placca mitotica. I cinetocori emettono segnali di inibizione dell’anafase fino al loro attacco al fuso mitotico. Una volta che l’ultimo cromosoma è correttamente allineato e attaccato, il segnale finale si dissipa e innesca il brusco passaggio all’anafase. Questo brusco passaggio è causato dall’attivazione del complesso che promuove l’anafase e dalla sua funzione di taggare la degradazione delle proteine importanti per la transizione metafase-anafase. Una di queste proteine che viene degradata è la securina che attraverso la sua degradazione rilascia l’enzima separasi che taglia gli anelli di coesina che tengono insieme i cromatidi fratelli, portando così alla separazione dei cromosomi. Dopo che i cromosomi si allineano al centro della cellula, le fibre del fuso li separano. I cromosomi si separano mentre i cromatidi fratelli si spostano ai lati opposti della cellula. Mentre i cromatidi fratelli vengono separati, la cellula e il plasma vengono allungati da microtubuli non-cinetocore.
TelofaseModifica
La telofase è l’ultima fase del ciclo cellulare in cui un solco di scissione divide il citoplasma delle cellule (citocinesi) e la cromatina. Questo avviene attraverso la sintesi di un nuovo involucro nucleare che si forma intorno alla cromatina che si raccoglie in ogni polo e la riformazione del nucleolo mentre i cromosomi decidono di riportare la loro cromatina allo stato sciolto che possedeva durante l’interfase. La divisione del contenuto cellulare non è sempre uguale e può variare a seconda del tipo di cellula, come si vede nella formazione dell’ovocita dove una delle quattro cellule figlie possiede la maggior parte del citoplasma.
CitochinesiModifica
L’ultimo stadio del processo di divisione cellulare è la citochinesi. In questo stadio c’è una divisione citoplasmatica che avviene alla fine della mitosi o della meiosi. In questa fase c’è una separazione irreversibile che porta a due cellule figlie. La divisione cellulare gioca un ruolo importante nel determinare il destino della cellula. Ciò è dovuto alla possibilità di una divisione asimmetrica. Questo porta alla citochinesi che produce cellule figlie disuguali contenenti quantità o concentrazioni completamente diverse di molecole che determinano il destino.
Negli animali la citochinesi termina con la formazione di un anello contrattile e successivamente con una scissione. Ma nelle piante accade diversamente. All’inizio si forma una placca cellulare e poi si sviluppa una parete cellulare tra le 2 cellule figlie.
Nel lievito di fissione (S. pombe) la citochinesi avviene in fase G1