Ciclo Cellulare: Schema delle Fasi da G1 a Citocinesi

Uno schema del ciclo cellulare rappresenta la sequenza completa di eventi che una cellula attraversa dalla sua nascita fino alla propria divisione in due cellule figlie, e per questo motivo viene quasi sempre disegnato come un anello anziché come una linea retta: il processo si ripete continuamente, e la cellula figlia di un ciclo diventa la cellula di partenza del ciclo successivo. Le fasi del ciclo cellulare non hanno tutte la stessa durata né la stessa importanza visiva nei libri di testo, ma ciascuna prepara in modo specifico quella successiva, ed è proprio questa progressione ordinata, indicata da frecce che percorrono l'anello in senso orario, il punto centrale da cogliere in qualsiasi diagramma.

Cosa rappresenta lo schema del ciclo cellulare

Al centro di questo schema c'è l'idea che la divisione cellulare non sia un evento isolato ma il culmine di un lungo periodo di preparazione. La maggior parte del tempo di un ciclo cellulare tipico è occupata dall'interfase, il periodo tra una divisione e la successiva, durante il quale la cellula cresce, duplica il proprio DNA e accumula le risorse necessarie alla divisione. Solo una frazione relativamente breve del ciclo è dedicata alla fase M, cioè alla mitosi e alla citocinesi vere e proprie. Un diagramma ben fatto riflette questa asproporzione dedicando all'interfase la porzione più ampia dell'anello, e riservando alla fase M uno spicchio più piccolo.

Le fasi del ciclo cellulare nello schema

• G1 (prima fase di crescita) — la cellula aumenta di volume, sintetizza proteine e organelli, e verifica le condizioni ambientali prima di impegnarsi nella replicazione del DNA.
• S (sintesi) — l'intero genoma viene replicato, cosicché ogni cromosoma risulti composto da due cromatidi fratelli identici uniti al centromero.
• G2 (seconda fase di crescita) — la cellula continua a crescere, sintetizza le proteine necessarie alla divisione e verifica che il DNA sia stato replicato correttamente prima di entrare in mitosi.
• M (fase mitotica) — comprende la mitosi, in cui i cromatidi fratelli vengono separati in due nuclei distinti, e la citocinesi, in cui il citoplasma si divide fisicamente in due cellule figlie.
• G0 (quiescenza) — una diramazione fuori dall'anello principale, in cui la cellula esce dal ciclo attivo senza progredire verso la divisione, spesso in modo permanente per cellule specializzate.

Come leggere lo schema circolare del ciclo cellulare

La convenzione grafica più diffusa disegna il ciclo cellulare come un cerchio diviso in spicchi, con frecce curve che indicano il senso di avanzamento da G1 a S, da S a G2, da G2 a M, e infine da M di nuovo a G1 per la nuova cellula figlia. Leggere correttamente questo schema significa innanzitutto notare le dimensioni relative degli spicchi: G1 è tipicamente lo spicchio più ampio perché la sua durata varia molto a seconda del tipo cellulare, mentre M occupa uno spicchio ristretto perché la fase mitotica vera e propria dura relativamente poco rispetto al resto del ciclo. Un secondo elemento da osservare è la diramazione verso G0, disegnata di solito come una freccia che esce dal cerchio all'altezza di G1, a indicare che una cellula può abbandonare temporaneamente o definitivamente il ciclo attivo invece di procedere verso la fase S. Alcuni schemi più dettagliati aggiungono anche i punti di controllo (checkpoint) alla fine di G1, G2 e durante M, rappresentati come piccoli cancelli sull'anello, che indicano i momenti in cui la cellula verifica di essere pronta a proseguire.

Errori comuni nella lettura del diagramma

Un errore comune è pensare che le quattro fasi del ciclo cellulare abbiano tutte durata simile, quando in realtà G1 può variare enormemente da poche ore a diversi giorni a seconda del tipo di cellula, mentre S, G2 e M tendono ad avere durate più costanti. Un secondo errore è confondere G0 con una fase regolare del ciclo che si attraversa sempre: G0 è invece un'uscita dal ciclo, non una tappa obbligatoria, e una cellula in G0 può restarci per sempre, come nel caso dei neuroni maturi, oppure rientrare nel ciclo se opportunamente stimolata. Un terzo errore è trattare la fase M come sinonimo esatto di mitosi, dimenticando che la fase M nello schema del ciclo cellulare include anche la citocinesi, il passo finale che separa fisicamente il citoplasma dopo che la mitosi ha già diviso il materiale genetico.

Ciclo cellulare e mitosi: come si relazionano i due schemi

Chi ha già familiarità con uno schema della mitosi riconoscerà che l'intera sequenza prophase-metaphase-anaphase-telophase rappresentata lì corrisponde a un'unica porzione, la fase M, dell'anello molto più ampio del ciclo cellulare. Uno schema del ciclo cellulare risponde quindi a una domanda diversa e più ampia rispetto a uno schema della mitosi: non si limita a mostrare come i cromosomi si separano, ma inquadra quel momento all'interno del tempo totale che la cellula dedica a crescere e prepararsi prima di dividersi di nuovo. Per questo motivo, uno studente che guarda solo lo schema della mitosi rischia di sottovalutare quanto lavoro cellulare avviene prima della divisione vera e propria, mentre lo schema del ciclo cellulare restituisce la proporzione corretta tra preparazione e divisione.