martedì 15 gennaio 2008

Dischi di cellule e vermi eleganti

Gli organismi unicellulari come i batteri devono provvedere a compiere tutte le attività necessarie per restare vitali il tempo che basta per replicare se stessi e mantenere così in vita l'intera specie.
Una cellula batterica ha al suo interno tutte le strutture necessarie per nutrirsi, fare le necessarie riparazioni a seguito di un qualche danno causato da qualunque agente esterno e costruire una nuova cellula figlia per divisione. Non è specializzata in nessuno di questi compiti li fa tutti nello stesso momento sebbene in fase di replicazione che è la più complessa, la cellula compie delle trasformazioni significative al punto che sembra specializzarsi per portare a termine questa operazione così delicata.
Ma ad un certo punto le singole cellule hanno dovuto risolvere problemi che sarebbe stato impossibile risolvere se non si fossero organizzate è così che nacquero le prime forme di vita pluricellulari, a questo sarebbe interessante riflette un po' sul concetto di individuo, essere vivente, organismo... tutti termini che non indicano un o essere vivente come farebbe pensare il senso comune ma un insieme di piccole forme di vita che hanno "deciso" di vivere legate fra di loro, letteralmente ma anche funzionalmente, al punto che separandone una da tutte le altre questa non sopravviverebbe.
E cosa possiamo dire di quelle forme di vita come il Dictyostelium discoideum che vivono in forma unicellulare ma che all'occorrenza sanno aggregarsi in una forma pluricellulare, per poi ritornare cellule singole tutte divise le une dalle altre ormai incapaci di interagire.
Comunque sia un pluricellulare è un essere le cui cellule hanno pareti ancorate l'una all'altra e fra le quali può avvenire uno scambio di nutrienti o di qualunque altra sostanza utile ma cosa più importante non tutte saranno equivalenti, del resto era lo scopo per cui si erano unite, per risolvere dei problemi che non avrebbero potuto risolvere da sole, per cui un gruppo di esse deve differenziarsi, specializzarsi a compiere qualcosa per il bene di tutte le altre.
C'è un organismo che è preso a modello nello studio del differenziamento cellulare è un vermicello di appena un millimetro composto nella fase adulta esattamente da 952 cellule e di esse si conosce l'esatta evoluzione a partire dalla prima divisione cellulare.
Si chiama Caenorhabditis elegans e il suo codice genetico è conosciuto in tutta la sua lunghezza da prima ancora del sequenziamento completo del genoma umano. Qualunque pluricellulare nelle primissime fasi della sua esistenza è stato anche per pochissimo tempo un unicellulare ma da quel momento in poi succederanno tre eventi, la cellula iniziale l'ovulo fecondato si replicherà, le cellule figlie di si disporranno in punti ben precisi, determinati gruppi di cellule si differenzieranno dalle altre, ovvero assumeranno delle caratteristiche uniche rispetto alle altre "specie" cellulari, e tutto questo all'interno di un unico involucro che curiosamente è l'unica elemento fisico che ci farà pensare che abbiamo davanti un unico individuo.
Il meccanismo del differenziamento tanto per cambiare è guidato sempre dai geni, lì sta scritto quante cellule devono specializzarsi in tessuto nervoso quante in tessuto muscolare eccetera, pur tuttavia i geni non bastano, in alcuni casi l'evento scatenante è il contatto, l'induzione da contatto è il meccanismo che può dirigere lo sviluppo di un organismo completo come il nostro con centinaia di specie cellulari diverse.
Funziona in un modo molto semplice, sulle pareti cellulari ci sono delle proteine di membrana che sono capaci di contattare dei recettori di membrana sulle cellule adiacenti quando questi contatti raggiungono una certa entità e ciò avviene solo se il tessuto (o foglietto embrionale) raggiunge una certa densità all'interno della cellula si libera un attivatore genico che trasloca nel nucleo e attiva una serie di geni la cui espressione produrrà un differenziamento ovvero da quel momento quella cellula darà vita a una nuova specie cellulare più specializzata.
Nelle fasi successive dello sviluppo l'attivatore può essere anche un ormone rilasciato in circolo e recepito solo da quelle cellule che hanno lo specifico recettore è quello ad esempio che avviene durante lo sviluppo sessuale con gli ormoni della crescita. Più in alto si sale nella scala evolutiva più la vita diventa complessa ma questo non vuol dire che le forme di vita meno evolute sono meno "perfette" soltanto meno complesse ma pur sempre raffinate ed "eleganti" nella loro semplicità.




In questa foto si vedono le cellule che cominciano a muoversi e venendosi in contro disegnano queste strane spirali, il segnale che da il via al processo è la carenza di nutrienti.


Qualche ora dopo inizia l'assemblaggio vero e proprio qui si vedono tutte le varie forme che "l'animaletto" assume, il tutto serve per rilasciare le proprie spore nell'ambiente e procreare.
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3 commenti:

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