Il ciclo cellulare è costituito da mitosi, ovvero quando le cellule si dividono, e interfase, quando le cellule crescono, svolgono funzioni specializzate e si preparano alla mitosi.
La mitosi è un processo rapido che in genere richiede meno del 20 percento del tempo della cellula, anche per le cellule che si dividono frequentemente. La maggior parte delle altre cellule, come le cellule nervose, le cellule epatiche, le cellule renali e le cellule polmonari si dividono molto occasionalmente o non si dividono affatto. Le cellule di questi tessuti trascorrono la maggior parte del loro tempo in interfase o abbandonano del tutto il ciclo cellulare.
Quali cellule si dividono e perché lo fanno
Le cellule degli organismi superiori si dividono ed entrano in mitosi solo quando ci sono trigger speciali. Ad esempio, negli organismi giovani, i tessuti devono crescere per raggiungere la piena dimensione. Le cellule continuano a dividersi finché l'organismo non è maturo e i tessuti sono completamente cresciuti.
Le cellule negli strati esterni della pelle muoiono e vengono eliminate. Di conseguenza, cellule della pelle continuano a dividersi perché le cellule morte devono essere sostituite. Le cellule possono anche dividersi per riparare il danno se i tessuti sono danneggiati. Quando tali trigger non esistono, le cellule di solito rimangono in interfase.
Se le cellule entrano mitosi dipende da questi trigger e da quanto sono specializzate le cellule. Alcune cellule devono cambiare per svolgere le loro funzioni e perdono la capacità di dividersi. Per esempio, cellule del sangue trasportare ossigeno in tutto il corpo. Non hanno un nucleo, quindi non possono più entrare in mitosi.
Altre cellule come cellule nervose diventano altamente specializzati e rimangono in interfase per tutta la vita dell'organismo adulto. Per i tessuti in cui le cellule sono cambiate per svolgere funzioni speciali, queste cellule trascorrono la maggior parte del loro tempo in interfase.
Le fasi del ciclo cellulare
Le parti principali del ciclo cellulare sono l'interfase e la mitosi. I tre principali fasi di interfase sono i seguenti:
- G1 o spazio 1: La cellula cresce e svolge le sue funzioni specializzate. Se non può più dividersi, esce dal ciclo cellulare ed entra nella fase G0.
- S o Sintesi: La cellula ha ricevuto un segnale che innesca la divisione cellulare e fa copie di tutti i suoi cromosomi. La cellula cercherà di entrare in mitosi ma il processo potrebbe comunque essere interrotto.
- G2 o spazio 2: La cellula verifica che il codice DNA dei cromosomi sia stato copiato completamente e correttamente. Controlla che tutte le risorse necessarie per la mitosi siano disponibili.
Una volta completati con successo i controlli della cella di G2, la cella entra nell'effettivo processo di divisione cellulare di mitosi. I seguenti sono i principali fasi della mitosi:
- profase: Il nucleo si dissolve e si forma un fuso all'interno della cellula, ancorato alle estremità opposte della cellula da due centrosomi.
- Metafase: I cromosomi duplicati si allineano lungo il centro del fuso al centro della cellula.
- Anafase: Le due copie di ciascun cromosoma migrano lungo le fibre del fuso alle estremità opposte della cellula.
- Telofase e Citocinesi: Il fuso si dissolve e un nucleo cellulare si riforma attorno alla raccolta di cromosomi a ciascuna estremità della cellula. Una parete/membrana che divide le cellule si forma per creare due nuove cellule figlie.
Dove nel ciclo cellulare le cellule trascorrono più tempo
Le cellule che non si dividono trascorrono il loro tempo nella Fase G1, che fa parte dell'interfase. Le cellule che a volte si dividono trascorrono la maggior parte del loro tempo nelle tre fasi interfase e passano rapidamente attraverso la mitosi per la divisione cellulare occasionale.
Le cellule che si dividono spesso trascorrono gran parte del loro tempo nell'interfase stadio S, preparandosi alla mitosi. Possono anche trascorrere molto tempo nel Fase G2 se il DNA deve essere riparato o se sono necessari enzimi o proteine aggiuntivi per il successo della mitosi.
Il fasi della mitosi sono sempre brevi e possono essere completati rapidamente perché i preparativi che richiedono tempo avvengono durante le fasi interfase S e G2. Nella mitosi, le cellule che vengono create sono copie identiche della cellula madre. Le due cellule figlie entrano nella fase G1 per crescere e assumere i loro ruoli nei loro tessuti.