Concetti Chiave
- Il ciclo cellulare è un processo continuo di crescita e divisione delle cellule, essenziale per sostituire quelle invecchiate o morte.
- Le cellule si dividono attraverso l'interfase (G1, S, G2) e la fase M (mitosi e citodieresi), ma non tutte le cellule mantengono la capacità di dividersi.
- Le chinasi ciclina-dipendenti (CDK) regolano le transizioni tra le fasi del ciclo cellulare, attivate da specifiche cicline che formano complessi con le CDK.
- I punti di controllo del ciclo cellulare monitorano l'integrità del DNA e la corretta esecuzione dei processi, bloccando il ciclo in caso di anomalie.
- Il complesso proteico ATM è cruciale per rilevare danni al DNA e fermare il ciclo cellulare, prevenendo rischi di cancro.
La riproduzione delle cellule è un processo noto come divisione cellulare, che si ripete a cicli per la durata de tutta la vita, per rimpiazzare le cellule invecchiate o che sono morte.
Indice
Fasi del ciclo cellulare
Durante la divisione cellulare, il contenuto delle cellule viene distribuito tra due nuove cellule “figlie” .
Le cellule eucariotiche in divisione vanno incontro ad una sequenza regolare e ripetitiva di crescita e divisione, detta Ciclo Cellulare diviso in:
- INTERFASE: G1, S, G2
- Fase M: MITOSI, CITODIERESI
Capacità di divisione delle cellule
Non tutte le cellule però hanno la stessa capacità di effettuare una divisione cellulare :
- Ci sono cellule, come le cellule nervose, muscolari ed i globuli rossi che hanno perso la capacità di dividersi.
- cellule che normalmente non si dividono se non in seguito ad un appropriato stimolo , come le cellule del fegato o dei linfociti
Cellule che si dividono, normalmente e ripetutamente
Controllo del ciclo cellulare
Controllo del ciclo cellulare
Le transizioni della fase G1 alla fase S e dalla fase G2 alla fase M sono indotte dalla presenza di alcuni fattori stimolatori, particolari protein-chinasi, specificatamente dalle chinasi ciclina-dipendenti(o CDK).
Il passaggio attraverso ognuna delle fasi del ciclo richiede l’attivazione di una CDK da parte di una ciclica specifica.
-La protein-chinasi chiamata fattore di promozione della maturazione(MPF)promuove il passaggio della cellula dalla fase G2-M.La MPF è composta di due subunità, una catalitica che trasferisce gruppi fosfato dall’ATP a specifici residui di Treonina e Serina di particolari proteine del substrato, e da una subunità regolatrice chiamata appunto Ciclina.
-La transizione M-G1 dipendono dalla rapida diminuzione dell’attività di CDK che risulta dal controllo della concentrazione delle cicline mitotiche.
-la transizione G1-S richiede l’attivazione di cdc2 da parte di una o più cicline G1.
-Dalla fase S a G2 il passaggio è obbligato.
-Poi il ciclo si ripete G2-M…. ecc..
Ruolo delle cdk e cicline
*Le cdk sono attivate dall’associazione con una subunità regolatrice, la ciclica. Quando una ciclica è presente nella cellula, si lega alla subunità catalitica della cdk causando in lei un cambiamento conformazionale che permette alla cdk di fosforillare i suoi substrati proteici.
L’ accoppiamento tra le cicline e le cdk è altamente specifico, e sono state identificate solo alcune combinazioni. Per esempio, il –complesso E/cdk2 spinge la cellula in mitosi.
*Le attività del ciclo cellulare e metà della fase G1 sono effettuate principalmente da cdk4 e cdk6 associate con le cicline di tipo D.
*Il passaggio da G1 a S è guidato dall’attività dei complessi della ciclica E-cdk2 e A-cdk2.
Il passaggio dalla fase G2 alla fase M è guidato dall’attività dei complessi della ciclica A-cdk1 e B-cdk1, i quali fosforilano substrati diversi come le proteine del citoscheletro, gli istoni e proteine dell’involucro nucleare. La distribuzione delle cicline A e B è un fattore chiave nella inattivazione di cdk1 e nella transizione della cellula dalla mitosi di nuovo in fase G1.
Punti di controllo del ciclo
Punti di controllo: bloccano il ciclo se ci sono anomalie.
Rappresentano meccanismi di sorveglianza che bloccano il progredire del ciclo cellulare se:
-qualche cromosoma risulta danneggiato
-alcuni processi come la replicazione del DNA o l’allineamento dei cromosomi in mitosi, non si sono svolti correttamente.
Un punto di controllo richiede:
-proteine che individuano le analogie ed emettono un segnale
-proteine trasmettitrici che inviino il segnale
-proteine effettori che rispondono al segnale e blocchino il ciclo.
La cellula, una volta bloccato il ciclo, può :
- riparare il danno e poi riattivare il ciclo.
- provocare la morte della cellula, rimanendo ogni possibilità che la cellula possa diventare cancerogena(per es. se il DNA è danneggiato).
ATM = complesso proteico che riconosce i danni del DNA e arresta il ciclo.
Eventuali anomalie dell’ATM rendono un soggetto altamente a rischio di sviluppare cancro
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo delle chinasi ciclina-dipendenti (CDK) nel ciclo cellulare?
- Quali cellule hanno perso la capacità di dividersi?
- Cosa succede se ci sono anomalie durante il ciclo cellulare?
- Qual è la funzione del complesso proteico ATM?
- Come avviene la transizione dalla fase G2 alla fase M?
Le CDK, attivate dall'associazione con cicline specifiche, regolano le transizioni tra le fasi del ciclo cellulare, come da G1 a S e da G2 a M, fosforilando substrati proteici.
Le cellule nervose, muscolari e i globuli rossi hanno perso la capacità di dividersi.
I punti di controllo bloccano il ciclo cellulare se ci sono anomalie, come danni ai cromosomi o errori nella replicazione del DNA, permettendo la riparazione o inducendo la morte cellulare.
ATM riconosce i danni del DNA e arresta il ciclo cellulare per prevenire la proliferazione di cellule potenzialmente cancerogene.
La transizione dalla fase G2 alla fase M è guidata dall'attività dei complessi ciclica A-cdk1 e B-cdk1, che fosforilano substrati come proteine del citoscheletro e dell'involucro nucleare.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
