Il ciclo cellulare

CAPITOLO 11 CAPITOLO 8. IL CICLO CELLULARE E LE TECNICHE DI SINCRONIZZAZIONE. Il ciclo vitale delle cellule si svolge attraverso una serie di eventi metabolici, come sintesi di proteine, di RNA e DNA che con una ben precisa sequenza temporale scandiscono la progressione di una cellula da mitosi a mitosi. Sono proprio questi eventi che controllano la transizione della cellula da una fase all'altra del ciclo cellulare (vedi fig.1). La cellula neoformata rimane per un certo periodo in uno stato in cui non duplica il suo DNA, ma aumenta la sua biomassa. Questa fase e' detta fase G1, e il contenuto in DNA viene indicato come 2n cioe' come composto dal normale corredo cromosomico (2 n perche' sappiamo che le cellule, a meno di gravi patologie, hanno un certo numero di coppie di cromosomi, numero che e' specifico per ciascuna specie). Quando le cellule si dividono, esse devono duplicare il loro DNA. Questa fase e' di solito preceduta da una fase di intensa sintesi proteica, dato che le cellule devono preparare tutto il complesso macchinario enzimatico che servira' loro alla duplicazione del DNA, nonche' provvedere a duplicare tutti gli organelli, dato che le cellule figlie devono essere egualmente equipaggiate (questo almeno nelle cellule che si dividono in modo simmetrico). La fase di sintesi del DNA viene indicata come fase S, ed ha una durata di tempo caratteristica per ciascun tipo di cellula. Le cellule umane, ad esempio, hanno una durata della fase S che e' di circa 7-9 ore. La divisione cellulare (cioe' la mitosi) occupa un periodo di tempo molto limitato, di circa 0.5-1 ora, ed e' preceduta dalla fase in cui la cellula rimane con un contenuto doppio di DNA (4 n) prima della divisione vera e propria. Questa fase viene indicata come fase G2, mentre la mitosi vera e propria come fase M. Una parte di cellule puo' uscire dal ciclo definitivamente per morte o per differenziamento, oppure temporaneamente entrando nello stato di quiescenza. 1 Figura 8.1 Le cellule in coltura di solito crescono in modo asincrono , cioe' in ogni istante noi troviamo cellule nelle diverse fasi del ciclo. Se la coltura e' in fase esponenziale ci aspettiamo di trovare costante la percentuale di cellule nelle 3 fasi principali (G0/G!, S e G2/M). A confluenza le cellule si accumuleranno nella fase G0/G1, totalmente se e' una coltura di cellule normali, parzialmente se trasformata. E' possibile sincronizzare le cellule, bloccarle cioe' tutte (o quasi tutte) in uno stadio specifico del ciclo, per poi rilasciarle: le cellule a questo punto dovrebbero muoversi tutte insieme attraverso le varie fasi del ciclo cellulare. Questo puo' essere fatto con diversi sistemi: quelli chimici hanno il grande svantaggio che interferiscono pesantemente con la normale "vita" cellulare, mentre i metodi che selezionano le cellule in base ad alcune proprieta' fisiche, come ad esempio il minor ancoraggio delle cellule mitotiche o la variazione delle dimensioni e della densita' delle cellule nelle var Continua »