Che cos'è l'analisi del ciclo cellulare?

L'analisi del ciclo cellulare è una tecnica utilizzata nella ricerca biochimica per identificare e analizzare la fase di una cellula biologica. Durante la sua vita, una cellula attraversa una serie di fasi cicliche che collettivamente sono conosciute come il ciclo cellulare. La quantità di acido desossiribonucleico (DNA) nella cellula cambia in base alla fase. Nell'analisi del ciclo cellulare, il DNA della cellula viene colorato con un colorante fluorescente, consentendo ai ricercatori di determinare la quantità di DNA presente e la posizione della cellula nel suo ciclo.

Il ciclo cellulare consiste di due ampie fasi: interfase e mitosi. L'interfase consiste nella preparazione per la divisione della cellula, o mitosi, che è anche chiamata fase M. La maggior parte del ciclo di vita della cellula viene spesa per preparare la mitosi, che è breve per confronto, quindi l'interfase è suddivisa in tre parti: fase G1, fase S e fase G2.

In G1, la cellula si occupa principalmente della crescita. Durante la fase S, le informazioni genetiche della cellula sotto forma di DNA vengono replicate in preparazione della sua divisione in due cellule figlie. In G2, la cellula si prepara alla divisione, conducendo alla fase M. Dopo la mitosi, la cellula ritorna alla sezione G1 dell'interfase e il ciclo ricomincia. Le cellule che per qualche ragione smettono di dividersi lasciano il ciclo ed esistono inerti in quella che è conosciuta come la fase G0.

La cellula replica il suo DNA durante la fase S, quindi vi è il doppio del DNA nella cellula durante G2 e M rispetto a quello presente in G1 o G0. I ricercatori usano queste informazioni nell'analisi del ciclo cellulare per determinare la fase cellulare. L'analisi del ciclo cellulare può anche rivelare anomalie nel DNA cellulare.

La tecnica utilizzata nell'analisi del ciclo cellulare è nota come citometria a flusso. Innanzitutto, nella cellula viene introdotto un colorante fluorescente che colora le molecole di DNA legandosi chimicamente con esse. I ricercatori usano quindi uno strumento chiamato citometro per determinare l'intensità della fluorescenza della cellula. Una fluorescenza più elevata indica che più colorante è stato in grado di legarsi e mostra che c'è più DNA nella cellula.

Di solito, l'analisi del ciclo cellulare viene utilizzata su un raggruppamento di cellule. Un tipo di grafico chiamato istogramma viene generato dai dati, spesso mostrando due picchi distinti: uno che mostra la popolazione di cellule nella fase G1 e un altro - il doppio più alto - che mostra quelli nella fase G2. Il picco della fase G2 è due volte più alto perché le cellule in quella popolazione contengono il doppio della quantità di DNA rispetto a quelle nel picco G1. Le cellule che si trovano nella fase S, che sono ancora in procinto di replicare il DNA, si presentano sul grafico a un livello intermedio tra i due picchi.