Divisione del nucleo cellulare

introduzione

La maggior parte dei tessuti del corpo si rinnova costantemente. Questo rinnovamento si ottiene attraverso la formazione costante di nuove cellule. Questa nuova formazione è ottenuta dalla divisione delle cellule. Questa divisione cellulare richiede che le cellule siano in grado di dividersi. Le cellule che possono dividersi negli adulti sono chiamate cellule staminali adulte. La divisione effettiva della cellula, chiamata anche citochinesi, è preceduta dalla divisione del nucleo cellulare. La maggior parte del nucleo cellulare contiene DNA. Il DNA contiene le informazioni genetiche. Affinché le cellule risultanti contengano tutte le informazioni, il DNA che contiene viene raddoppiato prima che il nucleo cellulare si divida. Il processo di divisione del nucleo cellulare è anche chiamato mitosi.

Processo di divisione nucleare

La divisione del nucleo cellulare avviene in 5 fasi. Alla fine di queste 5 fasi, invece di un nucleo, ci sono due nuclei cellulari identici e perfettamente funzionanti. Per comprendere la divisione del nucleo cellulare, è importante che il DNA sia organizzato in cromosomi. Tutte le informazioni genetiche negli esseri umani e negli animali sono suddivise in diversi cromosomi. Gli esseri umani hanno 2 copie di tutte le informazioni genetiche in tutte le cellule del loro corpo, ad eccezione degli ovuli e degli spermatozoi. Una copia dalla madre e una dal padre.

Nel complesso, il DNA nel nucleo cellulare è diviso in 46 cromosomi. La mitosi è preceduta dalla duplicazione delle informazioni genetiche nel cosiddetto ciclo cellulare, ovvero il ciclo di vita di una cellula. Prima della duplicazione, i cromosomi sono presenti come cromosomi monocromatidi, dopo la duplicazione come cromosomi bicromatidi. Dopo che i nuclei delle cellule si sono divisi, ci sono di nuovo singoli cromosomi cromatidi. Questo dovrebbe chiarire che l'informazione genetica viene raddoppiata prima che il nucleo cellulare si divida e nessuna informazione viene persa.

La divisione del nucleo cellulare inizia con i cromosomi che vengono imballati più strettamente. In realtà, questi non sono ordinati nel nucleo cellulare. Attraverso questa condensazione, i singoli cromosomi possono essere riconosciuti al microscopio ottico, il che non è possibile a priori, poiché i cromosomi sono precedentemente non ordinati e riempiono il nucleo cellulare. Allo stesso tempo, il guscio che circonda i nuclei cellulari si disintegra. Quindi i cromosomi sono disposti in linea dall'apparato del fuso. L'apparato del fuso è costituito da strutture proteiche disposte sotto forma di fili, i microtubuli. Queste strutture proteiche possono spostare i cromosomi e disporli su un piano per i passaggi successivi. Ora che i cromosomi sono disposti correttamente, i due cromatidi identici vengono separati dall'apparato del fuso. Quindi ora i cromosomi monocromatidi sono emersi di nuovo. Alla fine viene ricostruito il guscio del nucleo cellulare e ci sono due nuclei cellulari identici. La cellula quindi si divide ei suoi nuclei vengono distribuiti su due cellule emergenti. Tuttavia, questo processo non fa parte della divisione del nucleo cellulare, ma un passaggio separato ed è chiamato divisione cellulare o citochinesi.

Fasi della divisione del nucleo cellulare

La divisione del nucleo cellulare può essere suddivisa in 5 fasi. Le fasi sono chiamate prophase, prometaphase, metaphase, anaphase e telophase.

Nella prima fase avviene la profase, principalmente la condensazione dei cromosomi. Prima di questa fase, i singoli cromosomi non possono essere distinti l'uno dall'altro al microscopio ottico. Diventano visibili come singoli cromosomi solo quando sono condensati. Oltre alla condensa, inizia la disintegrazione del guscio che circonda il nucleo.

Nella fase successiva, la fase prometa, l'involucro nucleare si disintegra completamente e si sviluppa anche l'apparato del fuso.

L'apparato mandrino diventa importante nella fase successiva, la metafase. In questa fase vengono ordinati i cromosomi.

La fase successiva è chiamata anafase. In questo i cromosomi vengono separati in modo da creare 2 cromosomi figlie identici. Inoltre, i cromosomi risultanti si separano.

L'ultima fase della mitosi è la telofase, in cui vengono ripristinati gli involucri nucleari. Inoltre, la condensazione dei cromosomi è invertita. Alla fine della telofase ci sono due nuclei cellulari funzionali.

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Perché c'è la divisione del nucleo?

La divisione nucleare è necessaria per creare cellule per tessuti che si rinnovano costantemente. La capacità del corpo di funzionare e guarire si basa sul fatto che le cellule morte possono essere sostituite da nuove. Tuttavia, ci sono differenze nella capacità di dividersi tra i vari tessuti. Alcune parti del corpo si rinnovano costantemente, compresa la pelle o le mucose e le cellule del sangue. La pelle e le cellule del sangue vengono costantemente replicate mentre le cellule progenitrici immature si dividono. La divisione del nucleo cellulare è necessaria per questo. Tuttavia, ci sono anche organi nel corpo le cui cellule non si dividono più. Ciò include il cuore e il cervello. Poiché qui non vengono riprodotte nuove cellule, il danno può essere sostituito solo dal tessuto cicatriziale e non dal tessuto originale.

Quanto dura una divisione del nucleo cellulare?

La durata di una divisione del nucleo cellulare è diversa per tutti i tipi di cellule. A seconda che le cellule si dividano rapidamente o lentamente. La mitosi può durare alcuni minuti, ma ci sono cellule per le quali la mitosi richiede diverse ore. Il nucleo cellulare si divide più velocemente negli organi in cui si formano costantemente nuove cellule. Ciò include la pelle, le mucose e il midollo osseo. La formazione del sangue avviene nel midollo osseo. La divisione del nucleo cellulare deve quindi avvenire in modo particolarmente rapido qui.

Con che frequenza si dividono i nuclei cellulari?

La frequenza delle divisioni del nucleo cellulare dipende principalmente dalla velocità con cui le cellule si dividono. La divisione cellulare si verifica più frequentemente nelle cellule che si dividono rapidamente. Nelle cellule che si dividono lentamente, c'è un numero corrispondentemente inferiore di divisioni del nucleo cellulare. È importante notare che ci sono cellule nel corpo che non si dividono più. Queste cellule sono chiamate cellule differenziate. Questi alla fine muoiono e devono essere sostituiti. Questa è la funzione delle cellule progenitrici. Possono ancora dividersi e quindi diventare parzialmente cellule differenziate, che a loro volta non possono più dividersi.

Cosa succede se il nucleo cellulare si divide in modo errato?

Esistono diversi punti di controllo nel ciclo cellulare progettati per evitare che si verifichino errori durante la divisione cellulare. Questi punti di controllo si trovano in vari punti in cui avvengono processi critici. La fase più critica nella divisione del nucleo è la separazione dei cromosomi. Se si verifica un errore qui, possono sorgere due diversi cromosomi. La cellula risultante sarebbe difettosa e potrebbe svilupparsi una cellula tumorale. Il checkpoint della mitosi è nella metafase, la fase in cui i cromosomi sono disposti in fila. Il modo in cui funziona il checkpoint è che il passaggio successivo non inizia finché tutti i cromosomi non sono disposti correttamente. Se si verifica un errore, nella migliore delle ipotesi la mitosi viene interrotta e la divisione del nucleo cellulare si arresta.

Tuttavia, può accadere che si verifichino errori in questo punto di controllo. Se sorgono nuclei cellulari con un diverso contenuto di cromosomi, le cellule possono essere distrutte dal corpo o le cellule si sviluppano con un rischio maggiore di degenerazione.

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Come si sviluppa un tumore?

La parola tumore significa letteralmente gonfiore e può essere innescata da vari processi. La causa più comune di gonfiore è l'infiammazione, che causa gonfiore dovuto a un'eccessiva ritenzione idrica. Un tumore causato dalla proliferazione incontrollata delle cellule è anche chiamato neoplasia. Esistono molte forme diverse di neoplasia che derivano da cellule diverse. In generale, le neoplasie derivano da una perdita di controllo sulla crescita e sulla divisione della cellula. Le cellule contengono varie proteine ​​che assicurano che una cellula non cresca senza controllo. Queste proteine ​​possono essere limitate nella loro funzione a causa dei cambiamenti nei geni che sono il modello per queste proteine. Questa perdita della funzione di controllo porta a una crescita incontrollata e alle cellule degenerate.

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