Ciclo cellulare

Il ciclo cellulare consta di 4 fasi:

Fase G1, S, G2 e M. Le prime 3 prendono il nome di INTERFASE.

Fase G1: le cellule assorbono nutrienti, diventano più grandi e vi è sintesi di RNA e proteine;

Fase S: avviene la sintesi del DNA che passa da 2n a 4n; i centrioli si duplicano, ma restano uniti in un unico centrosoma.

Fase G2: continua la crescita cellulare.

Le fasi G1 e G2 sono fasi di riposo, in cui non vi è sintesi di DNA.

MITOSI

consta di 4 fasi:

• PROFASE in cui vi è la condensazione dei cromosomi, si comincia a formare il fuso mitotico e i centrioli si portano ai poli opposti della cellula;

• METAFASE i cromosomi si trovano all'equatore della cellula;

• ANAFASE 

a) le coppie dei cromatidi fratelli si separano per scissione dei centromeri e vengono trascinati verso i poli opposti;

b) allontanamento dei poli, determinato dall'allungamento    dei   microtubuli;

• TELOFASE i cromatidi decondensano e la membrana nucleare inizia a ricostituirsi intorno ad essi. In questa fase si ha la citodieresi, cioè dopo la formazione dell'involucro nucleare, un anello contrattile di actina stringe la membrana cellulare e divide il citoplasma in modo da separare le due cellule figlie.Nelle cellule vegetali si formerà anche la parete cellulare.

MEIOSI divisione cellulare che dimezza il numero di cromosomi, prevede due divisioni nucleari e citoplasmatiche che producono 4 cellule. Riguarda solamente le cellule sessuali (gameti) degli organismi pluricellulari.

La duplicazione del materiale genetico avviene durante l'interfase (fase S), a cui si susseguono due divisioni cellulari:

• Prima divisione meiotica o meiosi I (divisione Riduzionale)
• Seconda divisione meiotica o meiosi II (divisione Equazionale)

 Profase I

La meiosi I si apre con la profase, un processo più lungo e complicato della profase mitotica. Si suddivide in 5 stadi successivi:

• leptotene: la cromatina (il DNA) si spiralizza formando dei cromosomi in forma di filamenti sottili e allungati;
• zigotene: avviene l'appaiamento (sinapsi) dei cromosomi omologhi e la formazione di una struttura denominata tetrade;
• pachitene: si completa l'appaiamento dei cromosomi omologhi che contemporaneamente si accorciano e si inspessiscono; le coppie di cromosomi vengono definite "bivalenti";
• diplotene: avviene il crossing-over: i cromosomi omologhi di ciascun bivalente si scambiano porzioni di DNA incrociandosi in punti chiamti "chiasmi" e quindi cominciano a separarsi, tuttavia i due cromatidi di ciascuna coppia di omologhi restano in contatto in corrispondenza dei chiasmi, segni visibili dell'avvenuto crossing-over;
• diacinesi: i cromosomi completano la loro condensazione e sono chiaramente visibili.
  Contemporaneamente avviene la dissoluzione della membrana nucleare e del nucleolo.

Come per la Mitosi, durante la profase I si sviluppa l'apparato del fuso, costituito da due coppie di centrioli, situate ai poli opposti della cellula, da cui fuoriescono fibre di microtubuli, che agganciano i cromosomi a livello del centromero. 

Metafase I

Le fibre del fuso si collegano ai cromosomi: ogni cromosoma, diviso in 2 cromatidi tenuti insieme per il centromero, è legato alle fibre del fuso di un solo polo: i cromosomi omologhi sono connessi ai poli opposti. Si completa l'allineamento dei cromosomi sul piano equatoriale.
Rispetto alla Mitosi si ha una differenza sostanziale: nella mitosi ogni cromosoma è collegato ad entrambi i poli della cellula e con la rottura del centromero i cromatidi fratelli si separano e migrano verso i poli opposti della cellula; nella meiosi invece ogni cromosoma è collegato ad un solo polo della cellula, con l'omologo collegato al polo opposto.

Anafase I

A differenza dell'anafase mitotica, durante questa fase i cromatidi fratelli restano attaccati per i centromeri, mentre i cromosomi omologhi si separano e migrano ai poli opposti della cellula. In questo modo si ha un corredo cromosomico aploide proprio perché sono gli omologhi parentali a separarsi.

Telofase I

in questa fase si completa la prima divisione meiotica: ai due poli della cellula madre si formano due gruppi di cromosomi, in cui è presente un solo cromosoma (costituito dai due cromatidi fratelli) per ciascun tipo. Il citoplasma delle due cellule si ripartisce e avviene la divisione della cellula originaria in due cellule figlie distinte. Le fibre del fuso si disgregano; i cromosomi si despiralizzano.

Interfase

In alcuni casi, terminata la Meiosi I, può avvenire l'Interfase in cui i cromosomi si despiralizzano; in molte specie si passa invece direttamente dalla Telofase I alla Profase II.

MEIOSI II

La seconda divisione meiotica è identica alla mitosi, ma porta alla formazione di due cellule aploidi.

Profase II

Compaiono nuovamente le fibre del fuso che si agganciano ai centromeri dei cromosomi e si dissolve la membrana nucleare affinché i microtubuli del fuso possano attaccarsi ai cromosomi.

Metafase II

I cromosomi si portano sul piano equatoriale; ogni cromosoma è costituito da due cromatidi omologhi fratelli.

Anafase II

I centromeri dei cromosomi dei cromatidi fratelli si rompono e i cromatidi si dividono, migrando ai poli opposti della cellula.

Telofase II

Ai poli opposti della cellula si cominciano a formare i due nuclei e avviene quindi la divisione cellulare e i microtubuli del fuso scompaiono. I 4 nuclei contengono un numero aploide di cromosomi.