Durante la vita, molte delle cellule che compongono il corpo invecchiano e muoiono. Queste cellule devono essere sostituite in modo che il corpo possa continuare a funzionare in modo ottimale. Le ragioni per cui le cellule vengono perse e devono essere sostituite includono quanto segue:
- Desquamazione delle cellule epiteliali come quelle che rivestono la pelle e l’intestino. Le vecchie cellule consumate sulla superficie dei tessuti vengono costantemente sostituite. Un caso speciale di questo è la sostituzione mensile delle cellule che rivestono l’utero nelle donne in pre-menopausa.,
- La guarigione delle ferite richiede che le cellule nell’area del danno si moltiplichino per sostituire quelle perse. Malattie virali come l’epatite possono anche causare danni agli organi che quindi devono sostituire le cellule perse.
- Sostituzione delle cellule che compongono il sangue. I globuli rossi trasportano ossigeno ai tessuti. I globuli bianchi come i linfociti B e T fanno parte del sistema immunitario del corpo e aiutano a scongiurare le infezioni. La maggior parte di queste cellule ha una durata di vita molto breve e deve essere costantemente sostituita. I precursori di queste cellule si trovano nel midollo osseo., Questi precursori, o cellule staminali, devono riprodursi ad un tasso molto elevato per mantenere quantità adeguate di cellule del sangue.
Il processo mediante il quale una cellula si riproduce per creare due copie identiche di se stessa è noto come mitosi. L’obiettivo della mitosi è la formazione di due cellule identiche da una singola cellula genitore. Le cellule formate sono note come cellule figlie. Affinché ciò accada, deve verificarsi quanto segue:
- Il materiale genetico, il DNA nei cromosomi, deve essere fedelmente copiato. Ciò avviene tramite un processo noto come replica.,
- Gli organelli, come i mitocondri, devono essere distribuiti in modo che ogni cellula figlia riceva una quantità adeguata per funzionare.
- Il citoplasma della cellula deve essere fisicamente separato in due cellule diverse.
Come vedremo, molte delle caratteristiche delle cellule tumorali sono dovute a difetti nei geni che controllano la divisione cellulare. Il processo di divisione cellulare avviene come una progressione ordinata attraverso quattro diverse fasi. Questi quattro stadi sono noti collettivamente come il ciclo cellulare., Ulteriori informazioni sugli argomenti in questa pagina si possono trovare anche nella maggior parte dei libri di testo introduttivi di biologia, si consiglia Campbell Biology, 11th edition.1 Le pagine seguenti descrivono in dettaglio il ciclo cellulare.,
le Sezioni disponibili in questa pagina:
- Normale Divisione Cellulare
- Divisione delle Cellule del Cancro
- la Divisione Cellulare Riepilogo
Normale Divisione Cellulare
Ci sono molte garanzie integrato nel processo di divisione per assicurare che le cellule non si dividono a meno che non abbiano completato il processo di replica correttamente e che le condizioni ambientali in cui le cellule esistono sono favorevoli per la divisione cellulare. Tra gli altri, ci sono sistemi per determinare quanto segue:
- Il DNA è completamente replicato?
- Il DNA è danneggiato?,
- Ci sono abbastanza nutrienti per sostenere la crescita cellulare?
Se questi controlli falliscono, le celle normali smetteranno di dividersi fino a quando le condizioni non saranno corrette. Le cellule tumorali non obbediscono a queste regole e continueranno a crescere e dividersi.
Ora che abbiamo discusso il ciclo cellulare, affronteremo brevemente i modi in cui le cellule vengono segnalate per dividere.
La maggior parte delle cellule del corpo non si stanno dividendo attivamente. Stanno svolgendo le loro funzioni, come la produzione di enzimi per digerire il cibo o aiutare a muovere le braccia o le gambe., Solo una piccola percentuale di cellule sta effettivamente attraversando il processo appena descritto.
Le cellule si dividono in risposta a segnali esterni che ‘dicono’ loro di entrare nel ciclo cellulare. Questi segnali possono assumere la forma di estrogeni o proteine come il fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF)., Queste molecole di segnalazione, raffigurate come una molecola a forma di X nell’animazione sottostante, si legano alle loro cellule bersaglio e inviano segnali nel nucleo. Il risultato è che i geni responsabili della divisione cellulare sono accesi e la cellula si divide. Ad esempio, un taglio nella pelle porta alcune cellule del sangue, le piastrine, a produrre un fattore di crescita (che fa sì che le cellule della pelle si riproducano e riempiano la ferita. La divisione cellulare è un processo normale che consente la sostituzione delle cellule morte.
Divisione cellulare normale II
Quali sono i segnali che fanno smettere di dividere le cellule?,
La mancanza di segnali esterni positivi fa sì che le cellule smettano di dividersi.
Inibizione del contatto
Le cellule sono anche in grado di percepire l’ambiente circostante e rispondere ai cambiamenti. Ad esempio, se una cellula percepisce che è circondata su tutti i lati da altre cellule, smetterà di dividersi. In questo modo, le cellule cresceranno quando necessario, ma si fermeranno quando il loro obiettivo è stato raggiunto. Per rivedere il nostro esempio di ferita, le cellule riempiono lo spazio lasciato dalla ferita, ma poi smettono di dividersi quando lo spazio è stato sigillato. Le cellule tumorali non presentano inibizione del contatto., Crescono anche quando sono circondati da altre cellule che causano la formazione di una massa. Il comportamento delle cellule normali (animazione superiore) e tumorali (animazione inferiore) per quanto riguarda l’inibizione del contatto è illustrato di seguito.
I contenitori rotondi in cui le celle sono raffigurate nelle animazioni sono chiamati piastre di petri. In laboratorio, le cellule vengono spesso coltivate in queste, coperte da un liquido ricco di sostanze nutritive.
Senescenza cellulare
La maggior parte delle cellule sembra anche avere un limite pre-programmato per il numero di volte che possono dividere., È interessante notare che il limite sembra essere basato, in parte, sulla capacità della cellula di mantenere l’integrità del suo DNA. Un enzima, la telomerasi, è responsabile della manutenzione delle estremità dei cromosomi. Negli adulti, la maggior parte delle nostre cellule non utilizzano telomerasi in modo che alla fine muoiono. Nelle cellule tumorali, la telomerasi è spesso attiva e consente alle cellule di continuare a dividersi indefinitamente. Per ulteriori informazioni sulla telomerasi, vedere la sezione Geni del cancro
Divisione cellulare del cancro
Quando si tratta di divisione cellulare, le cellule tumorali rompono quasi tutte le regole!
- Le cellule tumorali possono dividersi senza segnali esterni appropriati.Questo è analogo a un’auto che si muove senza avere pressione applicata al pedale del gas. Un esempio potrebbe essere la crescita di una cellula di cancro al seno senza la necessità di estrogeni, un fattore di crescita normale., Alcune cellule di cancro al seno effettivamente perdono la capacità di rispondere agli estrogeni disattivando l’espressione del recettore per gli estrogeni all’interno della cellula. Queste cellule possono ancora riprodursi bypassando la necessità del segnale di crescita esterno.
- Le cellule tumorali non presentano inibizione del contatto.Mentre la maggior parte delle cellule può dire se vengono “affollate” dalle cellule vicine, le cellule tumorali non rispondono più a questo segnale di arresto. Come mostrato sopra, la crescita continua porta all’accumulo delle cellule e alla formazione di una massa tumorale.
- Le cellule tumorali possono dividersi senza ricevere il segnale “tutto chiaro”.,Mentre le cellule normali interromperanno la divisione in presenza di danni genetici (DNA), le cellule tumorali continueranno a dividersi. I risultati di questo sono cellule “figlie” che contengono DNA anormale o addirittura numeri anormali di cromosomi. Queste cellule mutanti sono ancora più anormali della cellula “genitore”. In questo modo, le cellule tumorali possono evolvere per diventare progressivamente più anormali.
La continua divisione cellulare porta alla formazione di tumori. L’instabilità genetica che deriva dalla divisione aberrante contribuisce alla resistenza ai farmaci osservata in molti tumori., Mutazioni in geni specifici possono alterare il comportamento delle cellule in un modo che porta ad un aumento della crescita o dello sviluppo del tumore.
Maggiori informazioni su questo argomento possono essere trovate nel Capitolo 8 della Biologia del cancro di Robert A. Weinberg.
Sintesi della divisione cellulare
Controllo della divisione cellulare
- La divisione cellulare è un processo normale.
- Esistono meccanismi per garantire che la replicazione del DNA avvenga correttamente e le condizioni ambientali siano favorevoli alla divisione cellulare. Gli errori di replica possono anche essere corretti dopo che si verificano.,
- Le cellule normali smettono di dividersi quando c’è un danno genetico o le condizioni non sono favorevoli. Le cellule tumorali continuano a dividersi anche quando le condizioni non sono appropriate.
Segnalazione di divisione cellulare
- La maggior parte delle cellule del corpo non si sta dividendo attivamente, ma sta svolgendo le loro normali funzioni.
- Le cellule si dividono in risposta a segnali esterni sotto forma di proteine o fattori di crescita steroidei.,
- Celle di interrompere dividendo per diversi motivi, tra cui:
- mancanza di positivi segnali esterni
- La cella sensi che è circondato su tutti i lati da altre cellule-dipendente da contatto (densità dipendente) inibizione
- la Maggior parte delle cellule sembrano avere un pre-programmato limite del numero di volte che si possano dividere
la Divisione Cellulare nelle Cellule Tumorali
- le cellule Tumorali possono dividere senza adeguati segnali esterni.
- Le cellule tumorali non mostrano inibizione del contatto.
- Le cellule tumorali continuano a dividersi in presenza di danni genetici.,
- La divisione disinibita e continua delle cellule geneticamente danneggiate può portare alla formazione di tumori.
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- 1. Nel 2017 è stato pubblicato il primo album in studio della band,”The World”, pubblicato nel 2017. Campbell Biologia (11 ° ed.). Pearson.