Ciclo Cellulare

IL CICLO CELLULARE Nelle cellule in grado di riprodursi, la fase di riproduzione cellulare (mitosi), si alterna ad una fase di “quiescenza” (interfase). L’insieme delle due fasi, mitosi ed interfase, costituiscono il “ciclo cellulare”. Se le cellule figlie sono destinate alla riproduzione (gameti), anziché la mitosi, si avrà la meiosi. L’interfase In interfase si verificano diversi fenomeni: l’accrescimento cellulare; la duplicazione del DNA; la preparazione alla successiva mitosi (o meiosi). Ciascuno di questi fenomeni si realizza in un periodo ben preciso dell’interfase: l’accrescimento cellulare si realizza nella fase G1 (G = growth); la duplicazione del DNA si realizza nella fase S (S = sintesi); la preparazione alla successiva mitosi (o meiosi) si realizza nella fase G2. La durata di un ciclo cellulare è estremamente variabile: da poche ore ad anni. Generalmente, la durata dipende dalla durata della fase G1. In molte cellule, tale fase termina con la morte della cellula; questi tipi cellulari non si duplicheranno mai (cellule dei tessuti stabili). Tra le fasi del ciclo cellulare, la più breve è la mitosi. Nella fase G1, la cellula, proveniente dalla precedente mitosi sintetizza proteine per il suo accrescimento e per lo svolgimento delle funzioni nell’organismo. Inoltre vengono sintetizzati gli enzimi necessari per la duplicazione del DNA. Se la cellula andrà incontro a mitosi (o a meiosi), nella fase S, si ha la duplicazione del DNA. Solitamente, quando una cellula entra in fase S, poi procede attraverso le fasi successive. Nella fase G2, verranno sintetizzate tutte le proteine utili per la mitosi (o la meiosi). Nel citoplasma, in prossimità del nucleo, si osserva la formazione di due centrosomi, zona in cui inizia la disposizione dei microtubuli. Negli animali e nelle piante inferiori è presente il centriolo, sistema microtubulare che “guiderà” la disposizione dei microtubuli durante la mitosi. Contemporaneamente, il DNA comincia la sua completa spiralizzazione. Il passaggio da una fase all’altra è determinato dalla sintesi e dall’attività di alcune proteine cellulari o di fattori extracellulari. Le proteine intracellulari sono le cicline. Le cicline che mediano il passaggio dalla fase G1 (cicline G1) alla fase S sono diverse da quelle che mediano il passaggio dalla fase S alla fase G2 (cicline mitotiche). Nella specie umana, la ciclina che media il passaggio dalla fase G1 alla fase S è la ciclina D; quella che media il passaggio dalla fase S alla fase G2 è la ciclina B. Alle cicline si legano proteine enzimatiche ad attività kinasica, cioè fosforilano altre proteine citoplasmatiche utilizzando l’ATP. Le proteine citoplasmatiche fosforilate cambiano la loro struttura terziaria e quaternaria, determinando il passaggio da una fase all’altra. I fattori extracellulari sono detti “fattori di crescita”. Spesso sono di natura ormonale. Il legame tra tali fattori di crescita ed il loro recettore di membrana induce la fosforilazione di proteine citoplasmatiche. Il loro meccanismo d’azione è, dunque, sostanzialmente simile a quello delle cicline essendo, in ultima analisi, riconducibile a fosforilazione di proteine citoplasmatiche.