Quali sono le fasi della citochinesi?

Dal punto di vista della biologia di base, il successo di ogni individuo eucariotico la vita della cellula è la divisione di quella cellula in due cellule figlie, ognuna delle quali porta una copia completa della cellula madre DNA, o acido desossiribonucleico (cioè il suo materiale genetico).

Questa divisione della cellula è chiamata citochinesi, ed è immediatamente preceduto da mitosi, il processo in più fasi che separa il DNA della cellula in due nuclei figli.

Mitosi e citochinesi rappresentano insieme il quarto e ultimo stadio del ciclo cellulare eucariotico, chiamato the M fase. La fase M è preceduta dai tre stadi che insieme costituiscono l'interfase, la parte del ciclo cellulare in cui non si verificano processi di divisione nucleare o cellulare.

I meccanismi della citochinesi non sono ancora completamente compresi, ma si sa molto sulla tempistica critica dei suoi eventi e su altri aspetti della fase finale del ciclo di una singola cellula.

•  Le quattro fasi della citochinesi sono iniziazione, contrazione, inserimento della membrana e completamento.

Gli esseri viventi possono essere suddivisi in procarioti e eucarioti.procarioti sono organismi unicellulari che trasportano solo una piccola quantità di DNA e non hanno strutture interne legate alla membrana nelle loro cellule, inclusi i nuclei.

Si riproducono semplicemente dividendo a metà dopo aver replicato il loro DNA e ingrandito nel complesso, un processo chiamato fissione binaria. Poco di conseguenza si verifica prima della divisione successiva. Poiché questi organismi hanno una sola cellula, la fissione binaria è equivalente alla riproduzione.

Gli eucarioti (piante, animali e funghi) hanno nuclei e un certo numero di altri organelli, rendendo la riproduzione della cellula un processo più complesso. Nel momento in cui una di queste cellule nasce, entra nel G₁ (prima lacuna) fase di interfase. Questo è seguito da S(sintesi), G₂ (secondo gap) e infine M (mitosi). La cellula cresce generalmente più grande in G₁, replica i suoi cromosomi in S, ne controlla il lavoro in G₂ e divide il suo contenuto in metà uguali in M. L'interfase è molto più lunga della fase M.

Nel caso in cui ti venga chiesto "In quale fase si trovano le cellule figlie a causa della mitosi?" puoi rispondere "la fase M", perché interfase non inizia fino a quando la citochinesi, che inizia mentre è in corso la mitosi e di solito termina poco dopo la mitosi, è completare.

La mitosi può essere divisa in quattro o cinque fasi, con la seconda fase dello schema a cinque fasi (prometafase) che costituisce un'aggiunta successiva allo schema. Per completezza, tutte e cinque le fasi sono descritte qui.

profase: La mitosi inizia quando i cromosomi, che erano duplicati nella fase S, diventano più condensati, rendendo più facile vederli come forme individuali al microscopio. Allo stesso tempo, viene replicata una struttura chiamata centriolo e le due figlie centrioli migrano ai poli opposti, o estremità, della cellula, dove iniziano a generare il fuso mitotico, principalmente da microtubuli proteine.

Prometafase: In questo passaggio, i set cromosomici, costituiti da sorelle identiche cromatidi uniti ad una struttura chiamata centromero, iniziano il loro pellegrinaggio verso la linea mediana della cellula. Nel frattempo, i centrioli continuano ad assemblare il fuso mitotico, che funge da insieme di minuscole corde o catene.

Metafase: In questa fase, tutti i cromosomi (46 nell'uomo) sono allineati in una linea netta sulla piastra metafase, un piano che passa attraverso l'"equatore" della cellula e perpendicolare all'apparato del fuso. Questa linea passa attraverso i centromeri, il che significa che un cromatide fratello di ogni serie giace su un lato della placca mentre il suo gemello giace sul lato opposto.

Anafase: In questa fase, le fibre del fuso allontanano fisicamente i cromatidi verso i poli opposti della cellula. citochinesi in realtà inizia in questa fase con la comparsa di a solco di scollatura. Alla fine dell'anafase, un insieme completo di 46 cromatidi (singoli cromosomi) si trova in un gruppo a ciascun polo.

Telofase: Con il materiale genetico ora duplicato e separato, la cellula continua a dare a ciascun insieme di cromosomi il proprio involucro nucleare. Inoltre, il cromosomi de-condensare. In sostanza, la telofase è la profase eseguita al contrario. La citochinesi precoce procede durante la telofase.

Alla fine della mitosi, la citochinesi è l'unico processo rimasto nel ciclo cellulare. Sebbene molte fonti elenchino la mitosi e la citochinesi come eventi consecutivi, ciò è fuorviante. Sebbene sia vero che la citochinesi in genere termina non molto tempo dopo la mitosi, i due processi si sovrappongono considerevolmente nel tempo e, in una certa misura, nello spazio.

Il solco di scissione che indica l'inizio della citochinesi appare, come notato, durante l'anafase. Se immagini cosa sta succedendo durante questa fase della mitosi, puoi capire perché questo è il primo punto in cui è sicuro per la cellula nel suo insieme iniziare il proprio processo divisione.

Se la tua immagine mentale ha i due gruppi di cromatidi che si muovono a sinistra e a destra all'interno di un nucleo, immagina la membrana cellulare iniziando a "pizzicare" dall'alto, mettendo in moto una scollatura che alla fine stringe il centro della cella sia dalla parte superiore che da quella parte inferiore.

Se questa scissione cellulare dovesse verificarsi prima che l'anafase fosse in corso, potrebbe produrre una distribuzione asimmetrica dei cromatidi all'interno della regione nucleare. Il risultato sarebbe quasi certamente letale per la cellula, che richiede un complemento completo del DNA dell'organismo per funzionare correttamente.

La caratteristica funzionale predominante della citochinesi è la anello contrattile, una struttura che consiste di varie proteine, principalmente actina e miosina, e si trova appena sotto la membrana cellulare. Immaginate un enorme cerchio che corre appena sotto l'equatore terrestre (la linea immaginaria che passa intorno al centro del pianeta), e avrete un'idea dell'assetto generale.

• L'anello contrattile è una caratteristica delle cellule animali e solo di una manciata di eucarioti unicellulari. Nelle cellule vegetali, che sono di forma più cubica, il piano di scissione si forma senza l'aspetto di un solco.

Il piano dell'anello contrattile è determinato dall'orientamento delle fibre del fuso mitotico. Quando guardi un diagramma di una cella, praticamente ogni volta che stai guardando una rappresentazione bidimensionale. Ma se immagini la cellula come una sfera invece che come un globo, ed evochi un'immagine di cromosomi appesi su entrambi i "bordi", probabilmente puoi intuire che il piano ideale di scissione dovrebbe essere perpendicolare alla direzione generale delle fibre del fuso, che raggiungono tra le due cellule poli.

Quando l'anello diventa più piccolo, trascinando con sé la membrana verso l'interno, il nuovo materiale della membrana cellulare emerge dalle vescicole su entrambi i lati del piano di scissione. Man mano che la cellula si divide gradualmente, i nuovi pezzi di membrana tappano gli spazi che altrimenti apparirebbero sui lati di entrambe le cellule figlie e consentono al contenuto citoplasmatico di fuoriuscire.

Le cellule si dividono occasionalmente in modo asimmetrico. Non dividono i loro cromatidi in modo asimmetrico, poiché, come notato, ciò avrebbe risultati decisamente spiacevoli per la cellula. Tuttavia, a volte sorgono ragioni per dividere il citoplasma e il suo contenuto in porzioni disuguali.

La cellula normalmente impiega questa strategia di citochinesi quando le cellule figlie hanno diverse funzioni e destinazioni finali. L'asimmetria può manifestarsi in una distribuzione non uniforme di organelli, una massa irregolare di citoplasma o una combinazione di queste caratteristiche.