Phases of Mitosis

Explanation of the phases of mitosis.

Di solito, quando la gente parla di

mitosi, fa riferimento a una cellula, una cellula diploide.

E diploide significa solo che ha il corredo cromosomico

completo, quindi ha 2N cromosomi.

Questo è il nucleo.

Questa è l'intera cellula.

E così la maggior parte della gente dice: guarda, la cellula si

replica in due cellule diploidi, così si trasforma in due

cellule, che hanno un corredo completo di cromosomi, 2N

cromosomi.

E così quando la gente dice che una cellula ha sperimentato la mitosi,

di solito significa questo.

Ma voglio fare una piccola precisazione, che formalmente

la mitosi si riferisce solo al processo di replicazione del

materiale genetico e del nucleo.

Così, ad esempio, se disegnassi questo - disegnamo la

cellula - e ora ha due nuclei, ciascuno con un

numero diploide di cromosomi, questa cella

ha sperimentato la mitosi.

Non ha sperimentato la citocinesi, della quale

parleremo tra poco, che è il processo col

quale il citoplasma della cellula viene suddiviso in

due cellule diverse.

E perché sia chiaro, il citoplasma è tutto quello che c'è

di fuori del nucleo.

Ne parlerò tra un secondo, ma nel linguaggio

di tutti i giorni, è in questo caso che si

parla di mitosi.

Ma se avete un insegnante attento ai

tecnicismi, la mitosi è tecnicamente questa:

la scissione del nucleo o la replicazione del

nucleo in due nuclei distinti.

Che è normalmente accompagnata dalla citocinesi in cui si

separano i citoplasmi delle cellule.

Ora, detto questo, andiamo ai meccanismi della mitosi.

Così i primi passi veramente necessari per mitosi

in realtà si verificano fuori della mitosi, quando la cellula vive

la sua vita quotidiana, e cioè durante l'interfase.

E l'interfase, letteralmente non è una fase della mitosi.

Letteralmente è quando la cellula sta solo vivendo.

Diciamo di avere qualche nuova cellula.

Facciamola in verde.

Ecco una nuova cellula.

Questo potrebbe essere il suo nucleo.

Ha 2N cromosomi, e poi cresce.

Prende nutrienti dall'esterno e costruisce

proteine e altre cose, e così cresce un po'.

Ovviamente ha ancora il suo corredo cromosomico completo.

E poi, ad un certo punto del ciclo di vita, e

questa fase è detta interfase, e questo

potrebbe essere tralasciato in alcune classi di biologia, ma

ha un nome.

Si chiama G1, che è la fase in cui

la cellula è in crescita.

Sta crescendo, accumulando materiali e

costruendosi, e poi replica i suoi

cromosomi.

Quindi si ha ancora un numero diploide di cromosomi.

Facciamo un ingrandimento.

Disegno questo.

Questa è chiamata la fase S dell'interfase, quindi questa è la S.

E in S avviene la replicazione dei

cromosomi.

Di nuovo, non siamo ancora nella mitosi.

Così in S si ha la replicazione dei cromosomi.

Quindi se ingrandisco il nucleo durante la fase S, se

sta per cominciare - iniziamo con un organismo

che ha due cromosomi.

Quindi diciamo che all'inizio della fase S, e

disegno i cromosomi solo per mostrare che

vengono replicati.

Diciamo che c'è un cromosoma qui e

un altro cromosoma qui.

Passando attraverso la fase S, questi cromosomi si replicano.

E ho disegnato solo il nucleo qui.

Ho ingrandito solo questa parte qui, dove N è 1,

dove il nostro corredo completo diploide è di due chomosomes.

Durante la fase S, i nostri cromosomi si replicheranno e

si avrà - quello verde si replicherà completamente e

genererà una copia di se stesso, e questo l'abbiamo già visto,

sono connessi al centromero.

Ora, ciascuna di tali copie è chiamata cromatidio e

quello magenta farà la stessa cosa.

Anche se abbiamo due cromatidi, uno per ogni

cromosoma, ora abbiamo quattro cromatidi, due per ogni

cromosoma, diciamo ancora che abbiamo solo due cromosomi.

Questo è il suo centromero.

Questo si verifica nella fase S, e poi la cellula

continuerà a crescere ancora.

Quindi la cellula era già grande - mi concentro di nuovo sulla cellula.

La cellula era già grande e diventa ancora più grande.

Diventa più grande, e questo avviene nella fase G2, quindi

cresce solamente.

Ora, c'è un'altra parte della cellula che non ho

ancora menzionato, ma ne parlerò

un poco adesso.

Non sono importantissimi, ma si tratta

dei centrosomi.

Diventeranno molto importanti in seguito durante

la divisione della cellula, e anche questi si duplicano.

Diciamo che qui c'è un piccolo centrosoma.

All'interno di esso ci sono i centrioli.

Non è fondamentale, ma sono

queste piccole cose cilindriche.

Ma voglio solo--quindi non fatevi confondere se vedete

le parole centriolo e centrosoma, non bisogna

confonderli con i centromeri, che sono questi piccoli punti

dove si collegano i due cromatidi.

Purtroppo, in questo processo, hanno chiamato molte cose,

o molte parti di una cellula,

con nomi simili.

Ma ci sono queste cose chiamate centrosomi che

presto avranno un ruolo, che stanno

fuori dal nucleo, e si replicano anch'essi.

Si replicano anch'essi durante l'interfase.

Quindi prima ce n'era uno, ora ce ne sono due.

E, naturalmente, ognuno di loro ha due piccoli centrioli

all'interno, ma non entreremo nei particolari

di questo, ancora.

Questo è ciò che è accaduto nell'interfase.

Questa è la maggior parte della vita della cellula, nella quale cresce

e fa ciò che vuole.

Faccio una precisazione.

Quando ho disegnato il DNA qui, l'ho disegnato come cromosomi.

Ma in realtà quando siamo nell'interfase,

non è così che appare veramente il DNA.

Il DNA, se dovessi disegnarlo com'è in realtà, è in

forma di cromatina.

Non è tutto strettamente avvolto come l'ho disegnato qui.

L'ho disegnato così perché si possa vedere che

viene replicato, ma in realtà quel cromosoma verde

sarebbe tutto srotolato, e guardandolo al

microscopio, si avrebbero difficoltà a vederlo.

Così è in forma di cromatina.

Ne parleremo quando torna a organizzarsi

in un cromosoma, ma in forma di cromatina,

è solo un mucchio di DNA e proteine, e il DNA è

un po' avvolto, così si potrebbero avere delle

proteine attrono alle quali il DNA è avvolto.

Ma guardandolo al microscopio, sembra proprio

un grande miscuglio di DNA e proteine.

Stessa cosa per la molecola in magenta.

In realtà, affinché il DNA possa essere usato,

dev'essere in questa forma.

Deve essere aperto al suo ambiente in modo che

l'mRNA e i diversi tipi di proteine di supporto

siano in grado di funzionare.

E anche per potersi replicare, deve essere

srotolato così.

Diventa arrotolato come questo più avanti.

L'ho disegnato così, quindi, c'è quello verde,

che sta per replicarsi e formare un altro verde, e

saranno attaccati in un punto.

Quello magenta sta per replicarsi e forma un altro

magenta e saranno collegati in un punto, ma

non chiaramente.

L'ho disegnato in questo modo per dimostrare che accade realmente.

Questa è la realtà.

È in forma di cromatina.

Ora, siamo pronti per la mitosi.

La prima fase della mitosi è

essenzialmente - disegnamo questo.

Disegno la cellula in verde.

Disegnerò il nucleo molto più grande di quanto normalmente

sia in relazione alla cellula solo perché adesso ci sono

molti processi che avvengono nel nucleo.

Così la prima fase della mitosi è la profase.

Questi che sono stati assegnati sono nomi arbitrari.

Quando è stato usato il microscopio

si vedeva sempre un qualche passaggio quando

nucleo si divideva così questa è la profase.

Nella profase accade che la cromatina

inizia ad assumere una certa forma.

Quindi, come ho appena detto, in interfase il DNA è

in questa forma, dove è tutto separato e srotolato.

Comincia ad avvolgersi, e qui è dove

si ha - e ricordate, si è già

replicato.

La replicazione avviene prima dell'inizio della mitosi.

Così ho un cromosoma qui e

un altro qui.

Ha due cromatidi fratelli che presto

saranno separati.

Durante la profase, iniziano ad apparire anche questi

centromeri di cui parlavo prima prima.

Questi cominciano a facilitare la

generazione di ciò che chiamiamo microtubuli, e si può

immaginarli come dei bastoni o delle funi che saranno

fondamentali per spostare certe parti quando si divide una cellula.

Tutto questo è piuttosto sorprendente.

Voglio dire, si pensi di una cellula, si pensi a qualcosa che

di per sé è piuttosto semplice.

È la più semplice struttura vivente in noi o nella vita.

Ma anche qui, avvengono questi complessi meccanismi,

e molto non è stato ancora capito.

Voglio dire, si può osservarlo, ma non si sa cosa accada

davvero a livello atomico o a livello di proteine che

permetta a queste cose di muoversi in modo così

coreografato.

È ancora un'area di ricerca.

Alcune cose sono state comprese, altre no.

Comunque avete questi due centrosomi, ed essi

facilitano lo sviluppo di questi microtubuli, che sono

proprio come queste piccole microstrutture.

È possibile pensarli come dei tubi o come una specie di corda.

Ora andando avanti con la profase, alla fine si arriva al punto

in cui - facciamolo.

Non voglio questa parola "replicazione" scritta qui.

Fa confusione.

Cancelliamola.

sbarazziamoci di questa replicazione.

Così, con la profase, la membrana nucleare

scompare.

Ridisegno questo.

Copio e incollo quello che ho fatto prima.

Lo metto lì.

Così con la profase - la membrana nucleare

inizia a scomporsi.

Così questa inizia a dissolversi e scomporsi, e

così queste cose iniziano a ingrandirsi e si attaccano al

centromero.

Quindi in realtà - facciamolo.

Quindi questo è tutto durante la profase.

Poiché tutto questo avviene durante la profase, quest'ultima

parte della profase, a volte la chiamano profase tardiva,

a volte prometafase.

A volte viene considerata--non penso ci sia un trattino

lì.

Così a volte viene considerata una fase a parte della

mitosi, anche se quando l'ho imparata a scuola, non

non si è parlato di prometafase.

Hanno chiamato tutto profase.

Ma alla fine della profase, o entro la fine della

prometafase, a seconda di come si voglia vederla,

la situazione sarà qualcosa del genere.

C'è la cellula.

La membrana nucleare si è dissolta e

non esiste più.

Anche se le proteine che la formavano sono ancora lì e

verranno usate in seguito.

E ci sono i due cromosomi del caso.

Nel caso di un essere umano ce ne sono 46.

Ci sono i due cromosomi, ciascuno con i cromatidi

fratelli, ognuno costituito di due cromatidi fratelli.

Due cromosomi.

Essi, naturalmente, hanno qui i loro centromeri, e

questi centrosomi andranno ai lati

opposti di quello che una volta era il nucleo.

E questi si allargano, questi

microtubuli, cosicché svolgono due funzioni.

A questo punto, separano

i due centrosomi.

Quindi ci sono tutte queste cose, e si connettono

-- alcuni provengono da questo

centrosoma, alcuni provengono da questo, alcuni

collegano i due.

Poi alcuni di questi microtubuli, questi tubi o

corde, come si voglia vederli, si attaccano

ai centromeri dei cromosomi e

la struttura proteica a cui si attaccano è chiamata

cinetocore.

Quindi qui c'è il cinetocore, e potrebbe

essere - il cinetocore

è una struttura proteica.

È davvero affascinante.

È un'area di ricerca ancora aperta su come il

microtubulo si attacca al cinetocore, e come vedremo

tra un secondo, è sul cinetocore che i

microtubuli iniziano a tirare i due

cromatidi fratelli e a separarli.

E in realtà non si è compreso

come funziona esattamente.

Si è solo osservato che accade.

Una volta finita la profase, le cellule

fanno solo in modo che i cromosomi siano ben allineati.

Io li ho disegnati già allineati qui, ma questo

si verifica formalmente durante la metafase,

che è la fase successiva.

La prima era la profase.

Ora siamo in metafase e la metafase è davvero solo un

allineamento dei cromosomi, così tutti i cromosomi vengono

allineati al centro della cellula.

Così ho un magenta qui, uno qui, ho un magenta qui

e ho l'altro qui, il mio verde qui e

naturalmente i centrosomi, i microfilamenti

che vengono fuori.

Alcuni sono microfilamenti del cinetocore

attaccati ai centromeri dei

cromosomi.

È tutto molto confuso, giusto?

I centrosomi sono queste strutture che aiutano direttamente

quello che succede a questi microtubuli.

I centrioli sono queste piccole strutture, questa specie di

piccoli barattoli all'interno dei centrosomi e i

centromeri sono i punti al centro dove i due

cromatidi sono attaccati in un cromosoma.

Quindi questo è un fratello cromatidio, questo è un altro

fratello cromatidio ed essi sono attaccati nel centromero.

E questa è la metafase.

È abbastanza semplice.

Nella metafase, c'è solo questo allineamento delle cellule, e

ci sono alcune teorie su come faccia la cellula

a sapere di continuare dopo questo punto?

Come fa a sapere che tutto

è allineato e collegato?

E quindi ci sono alcune teorie che in realtà c'è

un meccanismo di segnalazione che se uno di questi cinetocori

non è correttamente collegato a una di queste

corde, in qualche modo viene inviato un segnale che la mitosi non dovrebbe

continuare.

Si tratta quindi di un processo molto complicato.

Si può immaginare se si hanno 46 cromosomi e si ha tutta

questa roba nella cellula, e non è come se

ci fasse qualcuno che spinge questa roba, oppure un

computer.

È tutto diretto dalla chimica e da

processi termodinamici.

Ma solo grazie alla complessità o all'eleganza di questi

processi, accade tutto spontaneamente con tutti i

controlli e bilanciamenti, così la maggior parte delle volte, non

avviene niente di sbagliato, cosa molto sorprendente.

Così dopo la metafase, ora siamo pronti a tirare questi ai lati,

e questa è l'anafase.

e questa è l'anafase.

Così in anafase - lo scrivo.

Ho cambiato il colore della mia cellula.

Questi vengono portati ai lati.

E appena sono separati - quindi si vede questo

che viene tirato.

Lo faccio in verde.

Così un fratello-- no, non è verde.

Uno dei cromatidi fratelli è tirato in questa direzione.

Uno viene tirato in quella direzione.

E lo stesso vale per quelli in magenta.

Tirato in questa direzione, e uno

in quella direzione.

E, naturalmente, qui ci sono i centrosomi che

sono collegati ai cinetocori che sono qui

ed è dove li stanno tirando.

C'è anche un intera struttura di microtubuli che

non è collegata ai cromosomi, ma

contribuiscono a spingere ai lati questi due centrosomi in modo che

tutto vada ai lati opposti della cellula.

E così, non appena questi due cromatidi sono separati, e

l'abbiamo visto studiando

il lessico del DNA, quindi, non appena questo accade, ci si

riferisce a questi come cromosomi.

Così ora si può dire che la cellula ha ciò che

possiede di solito a questo punto.

Ha due cromosomi.

Ora ha quattro cromosomi.

Perché non appena un cromatidio non è più collegato al suo

cromatidio fratello, vengono considerati cromosomi fratelli,

è solo una convenzione.

Voglio dire: c'erano prima, c'erano dopo.

Solamente che prima erano attaccati.

Ora non sono attaccati, così li si considera

entità separate.

E ora abbiamo quasi finito.

L'ultima fase è la telofase.

Disegnerò la cellula un po' diversamente qui

perché accade qualcosa simultaneamente alla telofase

la maggior parte delle volte.

Così la telofase, e ruoto

di 90 gradi la cellula.

Diciamo che questo era un centromero.

Questo è l'altro centromero.

Quindi a questo punto, viene

tirato il DNA verso se stesso.

Così questo ha tirato una copia di quel cromosoma e

una copia di questo cromosoma.

Quest'altro ha fatto lo stesso qui.

Ha tirato una copia di ciascuno - oh, ho usato un colore diverso

una copia di ogni cromosoma verso se stesso.

Lo disegno come quello.

E ora le membrane nucleari iniziano a formarsi attorno a ciascuna

estremità.

Così ora si comuncia ad avere una specie di membrana nucleare intorno

a ognuna di queste estremità.

E così alla fine della telofase - che è dove siamo,

nella telofase - verrà completata la mitosi.

Saranno completamente replicati i due nuclei originali

e tutto il contenuto genetico all'interno.

Ora, mentre avviene la telofase, si

ha anche la citocinesi in, dove si forma

questo solco di scissione, dove- durante

la telofase, queste sono spinte sempre più

ai lati da quei microtubuli che sono

già alle estremità della cellula, del citoplasma della

cellula e si può pensare che spingano sui lati

per allungare la cellula.

Quando succede, c'è questo solco che forma questo

piccolo rientro.

Alla fine della telofase nella mitosi, c'è anche questo

processo di citocinesi, dove questo solco di scissione si forma e

si approfondisce sempre più, fino a che il citoplasma si

divide in due celle separate.

Quindi questa è la citocinesi, che non è formalmente una parte della

mitosi, ma normalmente si verifica con la telofase, quindi

proprio alla fine della mitosi, normalmente si hanno due

cellule identiche complete.

Una volta che ci sono queste due cellule, ciascuna,

individualmente, entra in interfase.

O ciascuna, individualmente, se guardiamo solo a questa,

sarà nella sua fase G1.

Ad un certo punto, queste si replicheranno,

ed ecco la fase S poi la fase G2, e

così si ricomincerà la mitosi da capo.
-- Sottotitoli e traduzione by Arthur --