Il ciclo cellulare degli organismi procarioti

La sequenza completa di eventi compresi tra la formazione di una nuova cellula e la successiva divisione cellulare costituisce il ciclo cellulare. La riproduzione degli organismi procarioti avviene attraverso un processo di scissione binaria.



Quando la cellula arriva alla lunghezza soglia si inizia a formare il setto che è costituito da membrana plasmatica e da uno strato di peptidoglicano al centro.
Dopo di che avviene l’autolisi del peptidoglicano e si formano due cellule figlie, ma se l’autolisi non avviene in modo completo le cellule rimangono adese e si parla di settazione incompleta.

Due meccanismi agiscono contemporaneamente nel corso del ciclo cellulare:

  • Replicazione e ripartizione del DNA alle cellule figlie
  • Citochinesi (formazione del setto e separazione delle due cellule figlie)

Replicazione e ripartizione cromosomica nei batteri

Ogni cromosoma circolare presenta un unico sito in corrispondenza del quale prende avvio la replicazione: esso è definito origine della replicazione. La replicazione è bidirezionale e si arresta in corrispondenza del sito terminale, situato esattamente nella regione opposta a quella di origine (sito di terminazione della replicazione).

I cromosomi neosintetizzati migrano versi i due poli opposti della cellula in modo che, al termine della citochinesi, ciascuna cellula figlia erediti un solo cromosoma.

Nel processo di ripartizione e segregazione dei cromosomi a ciascuna cellula figlia sembra essere coinvolta una proteina citoscheletrica, chiamata MreB (simile all’actina eucariotica) implicata anche nella determinazione della morfologia cellulare.

La proteina lega i due cromosomi alle sue due estremità, poi compie un processo di polimerizzazione a spirale e allontana le due molecole di DNA. Mutazioni a livello del gene che codifica per questa proteine portano a segregazioni dei cromosomi non corrette.

Citochinesi nei batteri

Questo processo avviene contemporaneamente alla segregazione dei cromosomi. Il processo di settazione viene convenzionalmente suddiviso in più fasi:

  1. Selezione del sito in corrispondenza del quale verrà costituito il setto (punto mediano della cellula). In posizione mediana della cellula che deve dividersi si forma una struttura detta anello Z (struttura circolare formata da proteine). In prossimità dell’anello Z si associano le proteine deputate alla formazione del setto.
  2. Assemblaggio di una struttura specializzata, nota come anello Z, che suddivide la cellula in due unità.
  3. Congiunzione dell’anello Z alla membrana plasmatica e ai componenti della parete cellulare.
  4. Assemblaggio dell’apparato di sintesi della parete cellulare.
  5. Costrizione dell’anello Z e formazione del setto.




La fase critica nel processo di settazione è rappresentata dall’assemblaggio dell’anello Z, perché la sua formazione determina il buon esito delle fasi successive. La proteina FtsZ, omologa della tubulina, rappresenta l’elemento di formazione dell’anello Z.

Un’altra proteina, nota come MinCD, oscillando (tramite polarizzazione e depolarizzazione continua) da una estremità all’altra della cellula agisce da inibitore dell’assemblaggio dell’anello Z in una regione che non sia situata nel centro della cellula (inibisce per via dell’ingombro sterico).

Al termine del processo di formazione dell’anello Z vengono costituiti gli elementi restanti dell’apparato preposto alla divisione cellulare. Dapprima, una o più proteine di ancoraggio connettono l’anello Z alla membrana plasmatica. Successivamente viene assemblato l’apparato di sintesi della parete cellulare.

Le fasi finali del processo di divisione sono caratterizzate dall’evento di depolarizzazione dell’anello Z, accompagnato dall’invaginazione della membrana cellulare e dalla sintesi della parete del setto. La depolarizzazione dell’anello richiama con se la membrana plasmatica per permettere la formazione del setto.

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