La crescita cellulare si riferisce a un aumento della massa totale di una cellula, compreso il volume citoplasmatico, nucleare e degli organelli. La crescita cellulare si verifica quando il tasso complessivo di biosintesi cellulare (produzione di biomolecole o anabolismo) è maggiore del tasso complessivo di degradazione cellulare (distruzione di biomolecole attraverso il proteasoma, il lisosoma o l’autofagia, o catabolismo).

La crescita cellulare non va confusa con la divisione cellulare o il ciclo cellulare, che sono processi distinti che possono avvenire insieme alla crescita cellulare durante il processo di proliferazione cellulare, dove una cellula, nota come “cellula madre”, cresce e si divide per produrre due “cellule figlie”. È importante notare che la crescita e la divisione cellulare possono avvenire anche indipendentemente l’una dall’altra. Durante il primo sviluppo embrionale (scissione dello zigote per formare una morula e un blastoderma), le divisioni cellulari si verificano ripetutamente senza crescita cellulare. Al contrario, alcune cellule possono crescere senza divisione cellulare o senza alcuna progressione del ciclo cellulare, come la crescita dei neuroni durante il pathfinding assonale nello sviluppo del sistema nervoso.

Negli organismi multicellulari, la crescita dei tessuti raramente avviene solo attraverso la crescita cellulare senza divisione cellulare, ma più spesso avviene attraverso la proliferazione cellulare. Questo perché una singola cellula con una sola copia del genoma nel nucleo della cellula può eseguire la biosintesi e quindi subire la crescita cellulare solo a metà del tasso di due cellule. Quindi, due cellule crescono (accumulano massa) al doppio del tasso di una singola cellula, e quattro cellule crescono a 4 volte il tasso di una singola cellula. Questo principio porta ad un aumento esponenziale del tasso di crescita del tessuto (accumulo di massa) durante la proliferazione cellulare, a causa dell’aumento esponenziale del numero di cellule.

La dimensione delle cellule dipende sia dalla crescita che dalla divisione cellulare, con un aumento sproporzionato del tasso di crescita cellulare che porta alla produzione di cellule più grandi e un aumento sproporzionato del tasso di divisione cellulare che porta alla produzione di molte cellule più piccole. La proliferazione cellulare comporta tipicamente una crescita cellulare bilanciata e tassi di divisione cellulare che mantengono una dimensione cellulare approssimativamente costante nella popolazione di cellule in proliferazione esponenziale.

Alcune cellule speciali possono crescere fino a dimensioni molto grandi attraverso un insolito ciclo cellulare di “endoreplicazione” in cui il genoma viene replicato durante la fase S ma non c’è una successiva mitosi (fase M) o divisione cellulare (citochinesi). Queste grandi cellule endoreplicanti hanno molte copie del genoma, quindi sono altamente poliploidi.

Gli ovociti possono essere cellule insolitamente grandi nelle specie in cui lo sviluppo embrionale avviene lontano dal corpo della madre all’interno di un uovo che viene deposto esternamente. Le grandi dimensioni di alcune uova possono essere raggiunte sia dal pompaggio di componenti citosolici dalle cellule adiacenti attraverso ponti citoplasmatici chiamati canali ad anello (Drosophila) o dall’internalizzazione dei granuli di stoccaggio dei nutrienti (granuli del tuorlo) per endocitosi (rane).

Meccanismi di controllo della crescita cellulare

Le cellule possono crescere aumentando il tasso globale della biosintesi cellulare in modo che la produzione di biomolecole superi il tasso globale della degradazione cellulare di biomolecole attraverso il proteasoma, il lisosoma o l’autofagia.

La biosintesi delle biomolecole è avviata dall’espressione di geni che codificano RNA e/o proteine, compresi gli enzimi che catalizzano la sintesi di lipidi e carboidrati.

I singoli geni sono generalmente espressi tramite trascrizione in RNA messaggero (mRNA) e traduzione in proteine, e l’espressione di ogni gene avviene a vari livelli diversi in un modo specifico del tipo di cellula (in risposta alle reti di regolazione genica).

Per guidare la crescita cellulare, il tasso globale di espressione genica può essere aumentato aumentando il tasso globale di trascrizione da parte della RNA polimerasi II (per i geni attivi) o il tasso globale di traduzione dell’mRNA in proteine aumentando l’abbondanza di ribosomi e tRNA, la cui biogenesi dipende dalla RNA polimerasi I e RNA polimerasi III. Il fattore di trascrizione Myc è un esempio di proteina regolatrice che può indurre l’attività globale dell’RNA polimerasi I, dell’RNA polimerasi II e dell’RNA polimerasi III per guidare la trascrizione e la traduzione globale e quindi la crescita cellulare.

Inoltre, l’attività dei singoli ribosomi può essere aumentata per aumentare l’efficienza globale della traduzione dell’mRNA attraverso la regolazione dei fattori di iniziazione della traduzione, compreso il complesso “translational elongation initiation factor 4E” (eIF4E), che si lega all’estremità 5′ degli mRNA e la chiude. La proteina TOR, parte del complesso TORC1, è un importante regolatore a monte dell’iniziazione della traduzione e della biogenesi dei ribosomi. TOR è una serina/treonina chinasi che può fosforilare direttamente e inattivare un inibitore generale di eIF4E, chiamato 4E-binding protein (4E-BP), per promuovere l’efficienza della traduzione. TOR fosforila anche direttamente e attiva la proteina ribosomiale S6-chinasi (S6K), che promuove la biogenesi dei ribosomi.

Per inibire la crescita cellulare, il tasso globale di espressione genica può essere diminuito o il tasso globale di degradazione biomolecolare può essere aumentato aumentando il tasso di autofagia. TOR normalmente inibisce direttamente la funzione della chinasi che induce l’autofagia Atg1/ULK1. Quindi, riducendo l’attività di TOR si riduce il tasso globale di traduzione e si aumenta l’estensione dell’autofagia per ridurre la crescita cellulare.

Regolazione della crescita cellulare negli animali

Molte delle molecole di segnale che controllano la crescita cellulare sono chiamate fattori di crescita, molti dei quali inducono la trasduzione del segnale attraverso la via PI3K/AKT/mTOR, che comprende a monte la chinasi lipidica PI3K e a valle la serina/treonina protein chinasi Akt, che è in grado di attivare un’altra proteina chinasi TOR, che promuove la traduzione e inibisce l’autofagia per guidare la crescita cellulare.

La disponibilità di nutrienti influenza la produzione di fattori di crescita della famiglia Insulina/IGF-1, che circolano come ormoni negli animali per attivare la via PI3K/AKT/mTOR nelle cellule per promuovere l’attività TOR in modo che quando gli animali sono ben nutriti crescono rapidamente e quando non sono in grado di ricevere sufficienti nutrienti riducono il loro tasso di crescita.

Inoltre, anche la disponibilità di aminoacidi per le singole cellule promuove direttamente l’attività TOR, sebbene questa modalità di regolazione sia più importante negli organismi unicellulari che in quelli multicellulari come gli animali che mantengono sempre un’abbondanza di aminoacidi in circolazione.

Una teoria controversa propone che molte diverse cellule di mammiferi subiscano transizioni dipendenti dalle dimensioni durante il ciclo cellulare. Queste transizioni sono controllate dalla chinasi ciclina-dipendente Cdk1. Sebbene le proteine che controllano Cdk1 siano ben comprese, la loro connessione con i meccanismi che controllano le dimensioni delle cellule rimane sfuggente.Un modello postulato per il controllo delle dimensioni dei mammiferi situa la massa come forza motrice del ciclo cellulare. Una cellula non è in grado di crescere ad una dimensione anormalmente grande perché ad una certa dimensione o massa cellulare, la fase S è iniziata. La fase S inizia la sequenza di eventi che portano alla mitosi e alla citochinesi. Una cellula non può diventare troppo piccola perché gli eventi successivi del ciclo cellulare, come S, G2 e M, sono ritardati fino a quando la massa non aumenta sufficientemente per iniziare la fase S.

Popolazioni di cellule

Le popolazioni di cellule passano attraverso un particolare tipo di crescita esponenziale chiamato raddoppio o proliferazione cellulare. Così, ogni generazione di cellule dovrebbe essere due volte più numerosa della generazione precedente. Tuttavia, il numero di generazioni dà solo una cifra massima, poiché non tutte le cellule sopravvivono in ogni generazione. Le cellule possono riprodursi nella fase della mitosi, dove si raddoppiano e si dividono in due cellule geneticamente uguali.

Dimensione delle cellule

La dimensione delle cellule è molto variabile tra gli organismi, con alcune alghe come la Caulerpa taxifolia che sono una singola cellula lunga diversi metri. Le cellule vegetali sono molto più grandi delle cellule animali, e i protisti come Paramecium possono essere lunghi 330 μm, mentre una tipica cellula umana potrebbe essere di 10 μm. Come queste cellule “decidano” quanto devono essere grandi prima di dividersi è una questione aperta. Si sa che i gradienti chimici sono in parte responsabili, e si ipotizza che il rilevamento dello stress meccanico da parte delle strutture citoscheletriche sia coinvolto. Il lavoro sull’argomento richiede generalmente un organismo il cui ciclo cellulare sia ben caratterizzato.

Regolazione delle dimensioni delle cellule del lievito

La relazione tra le dimensioni delle cellule e la divisione cellulare è stata ampiamente studiata nel lievito. Per alcune cellule, c’è un meccanismo per cui la divisione cellulare non viene avviata fino a quando una cellula non ha raggiunto una certa dimensione. Se la fornitura di nutrienti è limitata (dopo il tempo t = 2 nel diagramma, sotto), e il tasso di aumento delle dimensioni delle cellule è rallentato, il periodo di tempo tra le divisioni cellulari è aumentato. Sono stati isolati mutanti di dimensioni cellulari di lievito che iniziano la divisione cellulare prima di raggiungere una dimensione normale/regolare (mutanti wee).

La proteina wee1 è una tirosina chinasi che normalmente fosforila la proteina regolatrice del ciclo cellulare Cdc2 (l’omologo di CDK1 negli umani), una chinasi ciclina-dipendente, su un residuo di tirosina. Cdc2 guida l’ingresso nella mitosi fosforilando una vasta gamma di obiettivi. Questa modifica covalente della struttura molecolare di Cdc2 inibisce l’attività enzimatica di Cdc2 e impedisce la divisione cellulare. Wee1 agisce per mantenere Cdc2 inattivo durante l’inizio di G2 quando le cellule sono ancora piccole. Quando le cellule hanno raggiunto dimensioni sufficienti durante G2, la fosfatasi Cdc25 rimuove la fosforilazione inibitoria, e quindi attiva Cdc2 per permettere l’entrata mitotica. Un equilibrio dell’attività di Wee1 e Cdc25 con i cambiamenti nelle dimensioni delle cellule è coordinato dal sistema di controllo dell’entrata mitotica. È stato dimostrato nei mutanti Wee1, cellule con attività Wee1 indebolita, che Cdc2 diventa attivo quando la cellula è più piccola. Così, la mitosi avviene prima che il lievito raggiunga le sue dimensioni normali. Questo suggerisce che la divisione cellulare può essere regolata in parte dalla diluizione della proteina Wee1 nelle cellule che crescono più grandi.

Collegare Cdr2 a Wee1

La proteina chinasi Cdr2 (che regola negativamente Wee1) e la chinasi Cdr2-related Cdr1 (che fosforila direttamente e inibisce Wee1 in vitro) sono localizzate in una banda di nodi corticali al centro delle cellule in interfase. Dopo l’entrata in mitosi, i fattori di citocinesi come la miosina II sono reclutati in nodi simili; questi nodi alla fine si condensano per formare l’anello citocinetico. Una proteina precedentemente non caratterizzata, Blt1, è stata trovata per colocalizzare con Cdr2 nei nodi mediali dell’interfase. Le cellule knockout di Blt1 avevano una maggiore lunghezza alla divisione, che è coerente con un ritardo nell’entrata mitotica. Questa scoperta collega una posizione fisica, una banda di nodi corticali, con fattori che hanno dimostrato di regolare direttamente l’entrata mitotica, vale a dire Cdr1, Cdr2 e Blt1.

Ulteriori esperimenti con proteine legate a GFP e proteine mutanti indicano che i nodi corticali mediali sono formati dall’assemblaggio ordinato e dipendente da Cdr2 di più proteine interagenti durante l’interfase. Cdr2 è in cima a questa gerarchia e lavora a monte di Cdr1 e Blt1. La mitosi è promossa dalla regolazione negativa di Wee1 da parte di Cdr2. È stato anche dimostrato che Cdr2 recluta Wee1 nel nodo corticale mediale. Il meccanismo di questo reclutamento deve ancora essere scoperto. Un mutante chinasi Cdr2, che è in grado di localizzare correttamente nonostante una perdita di funzione nella fosforilazione, interrompe il reclutamento di Wee1 alla corteccia mediale e ritarda l’entrata in mitosi. Così, Wee1 localizza con la sua rete inibitoria, il che dimostra che la mitosi è controllata attraverso la regolazione negativa Cdr2-dipendente di Wee1 ai nodi corticali mediali.

Fattori di polarità cellulare

I fattori di polarità cellulare posizionati sulle punte delle cellule forniscono spunti spaziali per limitare la distribuzione di Cdr2 al centro delle cellule. Nel lievito di fissione Schizosaccharomyces pombe (S. Pombe), le cellule si dividono ad una dimensione definita e riproducibile durante la mitosi grazie all’attività regolata di Cdk1. La proteina chinasi Pom1, membro della famiglia delle chinasi regolate da tirosina a doppia specificità (DYRK), si localizza alle estremità cellulari. Nelle cellule knockout di Pom1, Cdr2 non era più limitato al centro della cellula, ma era visto diffusamente attraverso la metà della cellula. Da questi dati risulta evidente che Pom1 fornisce segnali inibitori che confinano Cdr2 al centro della cellula. È stato inoltre dimostrato che i segnali dipendenti da Pom1 portano alla fosforilazione di Cdr2. È stato anche dimostrato che le cellule knockout di Pom1 si dividono ad una dimensione più piccola di quelle wild-type, il che indica un ingresso prematuro nella mitosi.

Pom1 forma gradienti polari che raggiungono il picco alle estremità delle cellule, il che mostra un legame diretto tra i fattori di controllo delle dimensioni e una specifica posizione fisica nella cellula. Man mano che una cellula cresce in dimensioni, cresce un gradiente in Pom1. Quando le cellule sono piccole, Pom1 è diffuso in tutto il corpo cellulare. Man mano che la cellula aumenta di dimensioni, la concentrazione di Pom1 diminuisce al centro e si concentra alle estremità della cellula. Le piccole cellule all’inizio di G2 che contengono livelli sufficienti di Pom1 in tutta la cellula hanno Cdr2 inattivo e non possono entrare in mitosi. Non è fino a quando le cellule crescono in G2 tardivo, quando Pom1 è confinato alle estremità delle cellule che Cdr2 nei nodi corticali mediali è attivato e in grado di iniziare l’inibizione di Wee1. Questa scoperta mostra come la dimensione delle cellule gioca un ruolo diretto nella regolazione dell’inizio della mitosi. In questo modello, Pom1 agisce come un collegamento molecolare tra la crescita cellulare e l’entrata mitotica attraverso un percorso Cdr2-Cdr1-Wee1-Cdk1. Il gradiente polare di Pom1 trasmette con successo le informazioni sulle dimensioni e la geometria delle cellule al sistema di regolazione Cdk1. Attraverso questo gradiente, la cellula si assicura di aver raggiunto una dimensione definita e sufficiente per entrare in mitosi.

Altri sistemi sperimentali per lo studio della regolazione delle dimensioni delle cellule

Un mezzo comune per produrre cellule molto grandi è la fusione cellulare per formare sincizi. Per esempio, cellule muscolari scheletriche molto lunghe (diversi pollici) sono formate dalla fusione di migliaia di miociti. Gli studi genetici sul moscerino della frutta Drosophila hanno rivelato diversi geni che sono necessari per la formazione di cellule muscolari multinucleate per fusione di mioblasti. Alcune delle proteine chiave sono importanti per l’adesione cellulare tra i miociti e alcune sono coinvolte nella trasduzione del segnale da cellula a cellula dipendente dall’adesione che permette una cascata di eventi di fusione cellulare.L’aumento delle dimensioni delle cellule vegetali è complicato dal fatto che quasi tutte le cellule vegetali sono all’interno di una parete cellulare solida. Sotto l’influenza di certi ormoni vegetali, la parete cellulare può essere rimodellata, permettendo un aumento delle dimensioni delle cellule che sono importanti per la crescita di alcuni tessuti vegetali.

La maggior parte degli organismi unicellulari sono di dimensioni microscopiche, ma ci sono alcuni batteri e protozoi giganti che sono visibili ad occhio nudo. Vedi: Tabella delle dimensioni delle cellule -Popolazioni dense di un batterio sulfureo gigante nei sedimenti della piattaforma della Namibia -Grandi protisti del genere Chaos, strettamente legati al genere Amoeba

Nei batteri a forma di bastoncello E. coli, Caulobacter crescentus e B. subtilis le dimensioni delle cellule sono controllate da un semplice meccanismo in cui la divisione cellulare avviene dopo che un volume costante è stato aggiunto dalla divisione precedente. Crescendo sempre della stessa quantità, le cellule nate più piccole o più grandi della media convergono naturalmente verso una dimensione media equivalente alla quantità aggiunta durante ogni generazione.

Divisione cellulare

La riproduzione cellulare è asessuata. Per la maggior parte dei costituenti della cellula, la crescita è un processo costante e continuo, interrotto solo brevemente nella fase M quando il nucleo e poi la cellula si dividono in due.

Il processo di divisione cellulare, chiamato ciclo cellulare, ha quattro parti principali chiamate fasi. La prima parte, chiamata fase G1 è caratterizzata dalla sintesi di vari enzimi che sono necessari per la replicazione del DNA.La seconda parte del ciclo cellulare è la fase S, dove la replicazione del DNA produce due serie identiche di cromosomi. La terza parte è la fase G2 in cui si verifica una significativa sintesi proteica, che coinvolge principalmente la produzione di microtubuli che sono necessari durante il processo di divisione, chiamato mitosi.La quarta fase, la fase M, consiste nella divisione nucleare (karyokinesis) e la divisione citoplasmatica (cytokinesis), accompagnata dalla formazione di una nuova membrana cellulare. Questa è la divisione fisica delle cellule “madre” e “figlia”. La fase M è stata suddivisa in diverse fasi distinte, conosciute in sequenza come profase, prometafase, metafase, anafase e telofase che portano alla citochinesi.

La divisione cellulare è più complessa negli eucarioti che in altri organismi. Le cellule procariotiche, come quelle batteriche, si riproducono per fissione binaria, un processo che include la replicazione del DNA, la segregazione dei cromosomi e la citochinesi. La divisione cellulare eucariotica coinvolge la mitosi o un processo più complesso chiamato meiosi. La mitosi e la meiosi sono talvolta chiamate i due processi di “divisione nucleare”. La fissione binaria è simile alla riproduzione delle cellule eucariote che coinvolge la mitosi. Entrambi portano alla produzione di due cellule figlie con lo stesso numero di cromosomi della cellula madre. La meiosi è usata per uno speciale processo di riproduzione cellulare degli organismi diploidi. Produce quattro cellule figlie speciali (gameti) che hanno metà della normale quantità di DNA cellulare. Un maschio e un gamete femminile possono poi combinarsi per produrre uno zigote, una cellula che ha di nuovo la normale quantità di cromosomi.

Il resto di questo articolo è un confronto delle caratteristiche principali dei tre tipi di riproduzione cellulare che coinvolgono la fissione binaria, la mitosi o la meiosi. Il diagramma qui sotto rappresenta le somiglianze e le differenze di questi tre tipi di riproduzione cellulare.

Confronto dei tre tipi di divisione cellulare

Il contenuto del DNA di una cellula viene duplicato all’inizio del processo di riproduzione cellulare. Prima della replicazione del DNA, il contenuto di DNA di una cellula può essere rappresentato come la quantità Z (la cellula ha Z cromosomi). Dopo il processo di replicazione del DNA, la quantità di DNA nella cellula è 2Z (moltiplicazione: 2 x Z = 2Z). Durante la fissione binaria e la mitosi, il contenuto di DNA duplicato della cellula madre in riproduzione viene separato in due metà uguali che sono destinate a finire nelle due cellule figlie. La parte finale del processo di riproduzione cellulare è la divisione cellulare, quando le cellule figlie si separano fisicamente da una cellula parentale. Durante la meiosi, ci sono due fasi di divisione cellulare che insieme producono le quattro cellule figlie.

Dopo il completamento della fissione binaria o della riproduzione cellulare che coinvolge la mitosi, ogni cellula figlia ha la stessa quantità di DNA (Z) che aveva la cellula madre prima che replicasse il suo DNA. Questi due tipi di riproduzione cellulare hanno prodotto due cellule figlie che hanno lo stesso numero di cromosomi della cellula parentale. I cromosomi si duplicano prima della divisione cellulare quando si formano nuove cellule della pelle per la riproduzione. Dopo la riproduzione cellulare meiotica le quattro cellule figlie hanno la metà del numero di cromosomi che la cellula parentale aveva originariamente. Questa è la quantità aploide di DNA, spesso simbolizzata come N. La meiosi è usata dagli organismi diploidi per produrre gameti aploidi. In un organismo diploide come l’organismo umano, la maggior parte delle cellule del corpo hanno la quantità diploide di DNA, 2N. Usando questa notazione per contare i cromosomi, diciamo che le cellule somatiche umane hanno 46 cromosomi (2N = 46) mentre lo sperma e gli ovuli umani hanno 23 cromosomi (N = 23). Gli esseri umani hanno 23 tipi distinti di cromosomi, i 22 autosomi e la categoria speciale dei cromosomi sessuali. Ci sono due cromosomi sessuali distinti, il cromosoma X e il cromosoma Y. Una cellula umana diploide ha 23 cromosomi dal padre di quella persona e 23 dalla madre. Cioè, il tuo corpo ha due copie del cromosoma umano numero 2, una da ciascuno dei tuoi genitori.

Immediatamente dopo la replicazione del DNA una cellula umana avrà 46 “cromosomi doppi”. In ogni doppio cromosoma ci sono due copie della molecola di DNA di quel cromosoma. Durante la mitosi i doppi cromosomi si dividono per produrre 92 “cromosomi singoli”, metà dei quali vanno in ogni cellula figlia. Durante la meiosi, ci sono due fasi di separazione dei cromosomi che assicurano che ciascuna delle quattro cellule figlie riceva una copia di ciascuno dei 23 tipi di cromosoma.

Riproduzione sessuale

Anche se la riproduzione cellulare che usa la mitosi può riprodurre cellule eucariotiche, gli eucarioti si preoccupano del processo più complicato della meiosi perché la riproduzione sessuale come la meiosi conferisce un vantaggio selettivo. Notate che quando inizia la meiosi, le due copie dei cromatidi sorella numero 2 sono adiacenti l’una all’altra. Durante questo periodo, ci possono essere eventi di ricombinazione genetica. Le informazioni dal DNA del cromosoma 2 ottenute da un genitore (rosso) si trasferiranno alla molecola di DNA del cromosoma 2 che è stata ricevuta dall’altro genitore (verde). Si noti che nella mitosi le due copie del cromosoma numero 2 non interagiscono. La ricombinazione delle informazioni genetiche tra cromosomi omologhi durante la meiosi è un processo di riparazione dei danni al DNA. Questo processo può anche produrre nuove combinazioni di geni, alcune delle quali possono essere adattativamente utili e influenzare il corso dell’evoluzione. Tuttavia, negli organismi con più di un set di cromosomi nella fase principale del ciclo vitale, il sesso può anche fornire un vantaggio perché, sotto accoppiamento casuale, produce omozigoti ed eterozigoti secondo il rapporto Hardy-Weinberg.

Disturbi

Una serie di disturbi della crescita può verificarsi a livello cellulare e questi di conseguenza sono alla base di gran parte del successivo decorso del cancro, in cui un gruppo di cellule mostra una crescita e divisione incontrollata oltre i limiti normali, invasione (intrusione e distruzione dei tessuti adiacenti), e talvolta metastasi (diffusione in altre parti del corpo attraverso la linfa o il sangue). Diversi determinanti chiave della crescita cellulare, come la ploidia e la regolazione del metabolismo cellulare, sono comunemente interrotti nei tumori. Pertanto, la crescita cellulare eterogenea e il pleomorfismo sono uno dei primi segni distintivi della progressione del cancro. Nonostante la prevalenza del pleomorfismo nella patologia umana, il suo ruolo nella progressione della malattia non è chiaro. Nei tessuti epiteliali, il pleomorfismo nelle dimensioni cellulari può indurre difetti di imballaggio e disperdere le cellule aberranti. Ma la conseguenza della crescita cellulare atipica in altri tessuti animali è sconosciuta.

Metodi di misurazione

La crescita cellulare può essere rilevata con una varietà di metodi. Ma l’aumento del numero di cellule è di solito più significativo. Può essere misurato dal conteggio manuale delle cellule sotto osservazione al microscopio, usando il metodo di esclusione del colorante (cioè il blu trypan) per contare solo le cellule vitali. Metodi meno fastidiosi e scalabili includono l’uso di citometri, mentre la citometria a flusso permette di combinare il conteggio delle cellule (“eventi”) con altri parametri specifici: sonde fluorescenti per membrane, citoplasma o nuclei permettono di distinguere cellule morte/vitali, tipi di cellule, differenziazione cellulare, espressione di un biomarcatore come il Ki67.

Oltre all’aumento del numero di cellule, si può valutare la crescita dell’attività metabolica, cioè il CFDA e la calceina-AM misurano (fluorimetricamente) non solo la funzionalità della membrana (ritenzione del colorante), ma anche la funzionalità degli enzimi citoplasmatici (esterasi). I saggi MTT (colorimetrico) e il saggio della resazurina (fluorimetrico) dosano il potenziale redox mitocondriale.

Tutti questi saggi possono essere ben correlati o meno, a seconda delle condizioni di crescita cellulare e degli aspetti desiderati (attività, proliferazione). Il compito è ancora più complicato con popolazioni di cellule diverse, inoltre quando si combinano interferenze di crescita cellulare o tossicità.

Vedi anche

• Crescita batterica
• Fissione binaria
• Ciclo cellulare
• Clone (genetica)
• Biologia dello sviluppo
• Meiosi
• Mitosi
• Pleomorfismo
• Cellula madre

Libri

• Morgan, David O. (2007). Il ciclo cellulare: principi di controllo. Londra: Sunderland, Mass. ISBN 978-0-9539181-2-6.

• Un confronto tra modelli generazionali ed esponenziali della crescita della popolazione cellulare
• Crescita locale in un array di dischi Wolfram Demonstrations Project.

Risultato dell’immagine per la crescita cellulare

La crescita cellulare (o interfase) è l’abbreviazione dell’idea di “crescita delle popolazioni cellulari” attraverso la riproduzione cellulare. È la fase in cui le cellule si stanno preparando per la prossima divisione, attività e reazioni biochimiche stanno avendo luogo, tuttavia nessun cambiamento evidente può essere visto in questa fase.