Negli organismi unicellulari procarioti come i batteri, la divisione cellulare e quindi la riproduzione dell'intero organismo avviene in un processo chiamato fissione binaria. Qui, l'intera cellula, che è diventata leggermente più grande durante la sua breve vita, si divide semplicemente in due, compreso tutto il suo materiale genetico sotto forma di DNA.
Negli eucarioti, il quadro è diverso. Le cellule di questi organismi, che includono piante, animali e funghi, sono più complesse e confinano il loro DNA in un nucleo legato alla membrana. Contengono anche una serie di strutture specializzate legate alla membrana chiamate organelli.
I nuclei di queste cellule e il loro contenuto si dividono asessualmente in un processo chiamato mitosi. Questo processo è leggermente diverso nelle cellule vegetali rispetto ad altre specie eucariotiche a causa delle caratteristiche uniche delle cellule vegetali.
La cellula eucariotica
Le cellule eucariotiche, come tutte le cellule, hanno una membrana cellulare intorno all'esterno, a
citoplasma (una matrice gelatinosa) all'interno, materiale genetico sotto forma di DNA, che in queste cellule si trova all'interno di un nucleo e ribosomi, che sono strutture simili a proteine che producono esse stesse tutte le proteine nelle cellule.Le cellule eucariotiche hanno anche organelli legati alla membrana tra cui mitocondri, che gestiscono la respirazione aerobica, l'apparato di Golgi e il reticolo endoplasmatico, che elaborano e muovono proteine e lisosomi.
Anche le cellule vegetali hanno cloroplasti, che è dove avviene la fotosintesi.
Il ciclo cellulare
Quando una cellula figlia si forma dal suo genitore, inizia il suo ciclo di vita. Questo include due ampi periodi, ognuno dei quali ha diverse fasi proprie. interfase è la prima parte del ciclo di vita e la fase M è il secondo e l'ultimo.
interfase si riferisce al periodo di crescita e sviluppo cellulare tra le divisioni mitotiche. In include il G1 (first gap) fase, in cui la cellula raccoglie le molecole necessarie, la fase S, quando la cellula replica il suo DNA sotto forma di cromosomi e la G2 fase, in cui la cellula controlla il proprio lavoro precedente e prepara il nucleo per la mitosi.
Il fase M comprende le cinque fasi individuali della mitosi insieme alla citochinesi, la divisione della cellula nella sua interezza.
Divisione cellulare: la fase M
La fase M inizia con la mitosi e termina con la conclusione della citochinesi. La citochinesi in realtà inizia prima che la mitosi sia completa, nella terza delle quattro fasi della mitosi. La fase M nel suo insieme consuma molto meno di una frazione del ciclo cellulare in termini di tempo rispetto all'interfase, ma è un periodo impegnativo.
Le cellule vegetali si dividono nello stesso modo generale delle cellule animali, ma la presenza di una parete cellulare nelle piante richiede un meccanismo leggermente diverso. Ciò comporta la formazione di una struttura chiamata a piastra cellulare. La piastra cellulare si forma durante la telofase della mitosi, come spiegato di seguito.
Foglio di lavoro sulla mitosi: passaggi
- profase: I cromosomi duplicati (chiamati cromatidi fratelli) iniziano a condensarsi nel nucleo e ora possono essere facilmente visti al microscopio. Si forma il fuso mitotico, che alla fine separerà i cromatidi.
- Prometafase: I cromosomi si legano alle fibre del fuso mitotico e iniziano a migrare verso la linea mediana della cellula.
- Metafase: I cromosomi si allineano nella linea mediana della cellula lungo la piastra metafase, con un cromatide su ciascun lato per garantire che ogni nucleo figlia riceva un cromatide identico ciascuno.
- Anafase: In questa fase relativamente drammatica, i cromatidi vengono separati ai poli opposti (estremità) della cellula. La citochinesi di solito inizia durante l'anafase.
- Telofase: In questo passaggio, gli eventi della profase accadono più o meno al contrario. Una membrana nucleare si forma attorno a ogni nuova serie di cromatidi e la citochinesi continua più lontano, lungo la membrana cellulare.
Telofase e citochinesi nelle cellule vegetali
Nelle cellule animali, la citochinesi inizia con un semplice pizzicamento della membrana cellulare e del citoplasma all'interno da parte di un cosiddetto anello contrattile. Nel cellule vegetali, tuttavia, la presenza di una parete cellulare, che manca alla maggior parte degli eucarioti, impedisce che ciò accada.
Invece, una piastra cellulare si forma lungo la piastra metafase, crescendo verso l'interno dai lati della cellula vegetale rettangolare. Quando è completo, una nuova porzione di membrana cellulare si forma lungo ciascun lato della piastra cellulare e le cellule figlie, ora complete, si separano. Quando la citochinesi è completata, le due nuove cellule figlie entrano in interfase.