Contenuto
- Cellule procariotiche vs. cellule eucariotiche
- Esempi di fissione binaria
- Mitosi e ciclo cellulare
- Fissione binaria negli eucarioti
Tutti gli esseri viventi sulla Terra possono essere divisi in due gruppi principali. Uno, i procarioti, si avvicinò a circa tre miliardi e mezzo di anni fa e comprende due domini di organismi, il batteri e il Archaea. Questi sono organismi semplici, per lo più monocellulari che hanno solo una piccola quantità di materiale genetico e si riproducono asessuato, nel senso che non esiste una diversità genetica sistematica in una data specie procariota in assenza di mutazioni casuali; tutti i discendenti dei procarioti sono geneticamente identici. Si riproducono usando un processo chiamato fissione binaria.
Il dominio Eucarioti, al contrario, include animali, piante e funghi ed è composto principalmente da creature multicellulari. Il loro materiale genetico è diviso in unità chiamate cromosomi che sono contenute in un nucleo legato alla membrana e sono ricche di strutture interne specializzate chiamate organelli. Le cellule eucariotiche presentano un ciclo cellulare e si riproducono sessualmente usando i processi di mitosi e citochinesi. Esistono tuttavia alcune eccezioni alla regola "solo i procarioti subiscono fissione binaria".
Cellule procariotiche vs. cellule eucariotiche
Cellule procariotiche hanno solo una piccola quantità di materiale genetico, che in tutte le forme di vita conosciute è il DNA (acido desossiribonucleico). Questo DNA assume spesso la forma di un cromosoma circolare che si trova nel citoplasma, o la matrice gelatinosa che costituisce la sostanza della cellula all'interno della sua membrana cellulare esterna e la parete esterna alla membrana. Il citoplasma contiene anche ribosomi, che producono proteine su istruzioni del DNA.
Cellule eucariotiche hanno, oltre al nucleo, una ricchezza di altri organelli legati alla membrana. Questi includono mitocondri, corpi del Golgi, un reticolo endoplasmatico e (nelle piante) cloroplasti. A differenza delle cellule procariotiche, queste cellule fanno uso della respirazione aerobica ("con ossigeno") e della respirazione anaerobica ("senza ossigeno"), che rappresenta la dimensione notevolmente maggiore degli organismi eucariotici.
La divisione cellulare procariotica è caratterizzata dal fatto che la segregazione del DNA si verifica in concomitanza con la scissione dell'intera cellula (e quindi dell'organismo, in quasi tutti i casi). Negli eucarioti, il DNA viene replicato o copiato. e viene quindi diviso in mitosi, mentre la cellula stessa si divide successivamente in citochinesi.
Esempi di fissione binaria
Mentre il termine "fissione binaria" si riferisce più spesso alla scissione in due di un intero organismo a cellula singola, si riferisce più in generale a qualsiasi processo cellulare che si traduce nella semplice duplicazione non sessuale di un'entità all'interno di una cellula. Quando gli eucarioti si preparano alla divisione cellulare, prima replicano tutto ma il loro DNA, oltre a crescere in generale.
Mitosi e ciclo cellulare
Una cellula eucariotica inizia la sua vita come una delle due cellule figlie formate nella citochinesi. Subisce quindi diverse fasi, definite collettivamente il ciclo cellulare:
La mitosi della stessa fase M comprende stadi distinti: prophase, metaphase, anaphase e telophase. Qui, la membrana nucleare si dissolve, i cromosomi replicati vengono separati e nuove membrane si formano attorno ai nuclei figlia identici. La citochinesi, che inizia effettivamente durante l'anafase, viene completata subito dopo la telofase della mitosi e il ciclo cellulare è completo.
Fissione binaria negli eucarioti
Una classe di eucarioti monocellulari chiamati protozoi, che comprendono l'ameba e il paramecio, sono molto "simili a procarioti", fatta eccezione per la presenza di organelli, sebbene non tutti gli organelli siano presenti. Questi organismi si riproducono spesso per fissione binaria anziché per mitosi.
Questa fissione può assumere diverse forme. Tra questi c'è gemmazione, in cui vi sono due cellule figlie marcatamente disuguali nelle dimensioni; germogliamento intracellulare, in cui la figlia sorge all'interno dell'organismo anziché semplicemente separarsi; e fissione multipla (chiamato anche segmentazione), che presenta una serie di cicli sequenziali di replicazione nucleare non seguiti da citochinesi, risultando in una cellula multinucleata che può quindi dare origine a progenie multiple contemporaneamente.