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Le cellule eucariotiche, cioè quelle che costituiscono protisti , funghi, piante e animali, presentano un’impalcatura simile a uno scheletro, il cosiddetto citoscheletro (etimologicamente, “scheletro cellulare”). Questo citoscheletro mantiene la forma e l’organizzazione interna degli organelli, consente vari movimenti e media il transito di strutture e sostanze a livello intracellulare. Uno dei componenti del citoscheletro sono i microtubuli., che sono strutture tubolari costituite da proteine chiamate alfa e beta tubuline. Tra le altre funzioni, i microtubuli partecipano alla divisione cellulare facilitando il movimento dei cromosomi, che a loro volta sono strutture composte da acido desossiribonucleico, la molecola che trasporta il materiale genetico.
Molti tipi di cellule eucariotiche hanno una matrice specializzata di microtubuli chiamati centrioli, che si trovano nella regione del citoplasma vicino all’involucro nucleare noto come centrosoma. Nelle cellule in divisione, i centrioli appaiono circondati da un gruppo di brevi filamenti disposti a forma di stella: gli astri.
La funzione degli astri durante la divisione cellulare
Prima di entrare nella divisione cellulare, durante una fase chiamata interfase, le cellule duplicano il loro materiale genetico, i loro organelli e strutture come il loro centrosoma (insieme ai centrioli che contiene). Verso la fine dell’interfase, il centrosoma duplicato si divide, lasciando due centrosomi, ciascuno con una coppia di centrioli.
Una volta terminata l’interfase, le cellule iniziano la loro divisione cellulare entrando in profase, una fase durante la quale i microtubuli si riorganizzano per formare una struttura chiamata fuso mitotico. La formazione del fuso è preceduta dalla comparsa degli astri: ogni aster migra verso posizioni opposte all’interno della cellula, stabilendo così i poli da cui si formerà il fuso.
Il fuso mitotico già formato è composto da tre tipi di fibre: gli astri, che circondano i centrioli e le cui estremità si irradiano in tutte le direzioni; i microtubuli del cinetocoro, che sono attaccati ad un’estremità ai cinetocori di ciascun cromosoma duplicato; e microtubuli polari o interpolari, che crescono senza trovare un cinetocoro a cui attaccarsi.
Alla fine della profase e all’inizio della fase successiva, la metafase, i microtubuli degli astri sono molto più numerosi e più corti che nell’interfase e non stabiliscono contatto con la coppia di centrioli circostante.
Nella fase successiva, anafase, il fuso si allunga per l’azione delle proteine che formano ponti tra i microtubuli polari, trascinandoli verso il polo da cui provengono. Altri tipi di proteine legano i microtubuli dell’aster alla membrana o alle proteine della cellula sottostante (cioè, una delle cellule che rimarranno dopo che la cellula originaria in divisione si è staccata); Ciò contribuisce allo spostamento dei centrioli e degli astri, all’allungamento della cellula e ai poli cellulari che diventano più sferici prima della separazione delle cellule figlie.
Precisamente, la separazione delle cellule figlie o citocinesi è prodotta dallo strangolamento del citoplasma. Qui, il ruolo dei microtubuli del fuso non è molto chiaro, tenendo conto degli esperimenti in cui sono stati rimossi dopo la metafase nelle cellule di riccio, in cui la citochinesi si verifica normalmente e l’aster scompare nel fuso. del citoplasma.
La questione del ruolo degli astri nella citocinesi non è l’unica in attesa di essere risolta. Tra le altre questioni, resta da determinare il meccanismo che consente al raggio di ciascun microtubulo dell’aster di non cambiare man mano che si espande, identificare il meccanismo che consente all’aster di separarsi dal centrosoma e stabilire come viene inibita la sua crescita. Tutte queste domande richiedono lo studio di nuovi meccanismi molecolari, biochimici e biofisici.
Fonti
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