Appunti Citologia e istologia

I I

Il diametro totale non cambia come segmentazione, perché è la stessa cellula che è come se si

> frammentasse in cellule più piccole per raggiungere le dimensioni uguali.

Nelle diverse fasi del ciclo la quantità del DNA varia (da 2C a 4C), così come varia la floridia della cellula (da 2n

⑧ a 4n).

Ciascun cromosoma eucariotico contiene parecchie migliaia di repliconi, ciascuno replica 50.000 - 300.000

coppie di basi, quindi si può definire polireplicone i L’inizio della replicazione

La funzione dell’ iniziatore, una volta

legato al DNA è quella di reclutare le

altre proteine necessarie per dare

inizio al processo di replicazione

Il replicone copre l'intera regione di DNA replicata a partire da una singola origine di replicazione (es. il ge-

noma di E. coli corrisponde ad un singolo replicone).

Il replicone è costitutuito da :

Replicatore: l'intero set di sequenze di DNA in grado di dirigere l'inizio della replicazione.

Iniziatore: proteina che riconosce il replicatore e attiva l'inizio della replicazione.

Fasi della mitosi La mitosi viene suddivisa in fasi. L’interfase è tutto il periodo in cui la

cellula sta in mitosi (G1,G2).

La mitosi inizia con la profase e la prometafase, che sarebbe l’inizio

della fase successiva chiamata metafase.

Una cellula che entra in profane ha il suo nucleo, il suo nucleolo, l’involu-

cro nucleare e delle strutture chiamate centrosomi.

.

Sono strutture presenti in una cellula, deve averne due, che nella pro-

fase genererà microtubuli facendo un fuso di materiale proteico

all’interno del quale i cromosomi cominciano a condensarsi e devono

rimanere agganciati man mano al centrometro.

In prometafase vanno a occupare lo spazio che precedentemente

era occupato dal nucleo, che deve sparire altrimenti tutto questo

non è possibile.

Mentre il nucleolo ?

Rappresenta le regioni sui quali sono presenti i geni ribosomali duplicati n volte. Quindi Scompare perché vi-

ene interrotta la trascrizione per tutti i geni, si dissolve per formare G2, e riappare quando la cellula rito-

rna in G1.

Le strutture originate dai due centrosomi si chiamano microtubuli e ne abbiamo i tre tipi nel flusso mito-

tico:

Microtubuli del cinetocore

Microtubuli polari o interpolari

Microtubuli astrali

Microtubuli del cinetocore:

Sono quelli che si agganciano a livello de centromero sul quale su ciascuna cromatidio si organizza una sor-

ta di piastra proteica su cui si aggancia la fine del microtubulo.

Si allungano e si accorciano da un lato e dall’altro, tirando sul cinetocore, per cui i cromosomi una volta ag-

ganciati, si muovono in questo modo fino a fermarsi al centro, e questo per tutti i 47 cromosomi, devono

essere agganciati e posizionati.

La posizione centrale quindi non è statica, sono tenuti n quello stato perché così sono soggetti a forze

uguali e contrarie dai due poli.

Microtubuli polari:

Si intersecano tra di loro.

Microtubuli astrali:

Vanno dalla parte opposta rispetto al centro della cellula e si ancorano a livello della membrana plasmati-

ca, dove c’è una regione formata da proteine citoscheletriche, chiamata corteccia cellulare.

Alcuni dei microtubuli si agganciano alla piastra del cinetocore:

La piastra del cinetocore è un insieme di proteine che riconoscono le se-

quenze del centromero.

Al centro vediamo una massa elettrondensa, che sono tutti i cromosomi

già. Agganciati e che si sono posizionati all’equatore della cellula.

Fase finale della mitosi: Si raggiunge solo dopo che tutti i cromosomi si sono disposti sulla piastra

metafisica.

Se la Cellula iniziasse a separare i cromatidi fratelli portandoli ai poli

opposti de fuso per creare due nuclei delle cellule figlie prima che l’ultimo

cromosoma sia stato agganciato e posizionato bene, succede che quell’-

unico cromosoma non agganciato rimarrà doppio e poi andrà a finire in

una delle due cellule figlie, quindi otterremo due cellule figlie anomale, una

avrà un cromosoma in meno, l’altra un cromosoma in più doppio.

Otterremo quindi due cellule figlie che verranno o eliminate perché scono-

sciute, o verranno presentate sotto forma di tumore.

L’anafase è fatta da due periodi successivi: Ananase A

I cromosomi si muovono verso i poli per depo-

limerizzazione dei MT del cinetocore

Anafase B

I poli opposti del fuso si separano per allunga-

mento e scorrimento dei MT polari nelle zone di

sovrapposizione aiutati dai MT astrali che ag-

ganciati alla membrana plasmatica si accorcia-

no

Lezione 14 (27/10)

Importanza del piano di divisione cellulare nel destino di una cellula

A) Un determinante citoplasmatico è una molecola,

B) ad esempio una proteina o un mRNA (palline viola),

che è in grado di influenzare il differenziamento

cellulare. Se il determinante viene accumulato in

maniera asimmetrica nel citoplasma della cellula,

l'orientamento del fuso mitotico, e quindi del pia-

no di divisione cellulare (linea tratteggiata), po-

trà influenzare il destino differenziativo delle

cellule figlie:

A) una cellula figlia eredita tutto il determinante,

mentre l'altra ne è priva e si differenzia

B) entrambe le cellule figlie ereditano parte del

determinante e rimangono indifferenziate.

Importante soprattutto dove sono presenti le cellule staminali, cioè le cellule in grado di ristaminare quel

tessuto.

A sinistra abbiamo quella asimmetrica, a destra quella simmetrica. Nei nostri tessuti quale avviene ?

Avvengo entrambe; perché in alcuni casi la nicchia staminale deve ingrandirsi e andrà per questo tipo di di-

visione B), ma nel tessuto, quanto più è giovane, avverrà sempre dalla nicchia staminale A).

Può anche succedere che dalla staminale partano entrambi per la differenziativa e sia questa modalità, sia

che le divisioni non vadano a buon fine, con l’andare avanti le nicchie staminali diminuiscono sempre di più in

quantità, per questo i tessuti nell’anziano fanno difficoltà a rigenerarsi ed è sempre maggiore l’instaura-

rsi di patologie; le ossa, le articolazioni, ecc.. iniziano la valenza senile, che non è una reale patologia, se non

una degenerazione progressiva del tessuto nervoso.

I tre elementi per rendere un cromosoma eucariotico stabile, replicabile e segregabile nelle cellule figlie alla

divisione cellulare.

Importante perché deve assicurarsi la corretta distribuzione all’anca fase dei due croma-

Centromero > tidi fratelli

Cinetocore Placca proteica necessaria per ancorare i microtubuli

>

Coesine Tengono insieme i due cromatici fratelli, importante per mantenere il cromosoma segregabile,

> divisibile, in maniera corretta le due cellule figlie.

Fondamentali per renderlo accettabile nella cellula. Sappiamo che la sinte-

Bolle di replicazione (repliconi) > si del ciclo cellulare dura 8-10 ore circa, non si può scegliere perché i cro-

mosomi sono tanti, ognuno sono replicati sfruttando questi multipli in i

di replicazione che chiamiamo repliconi.

È la stabilità del cromosoma

Telomeri &

La cellula ogni tanto controlla le proprie condizioni, decidendo di volta in volta se fermarsi o andare avanti

Trascrizione G2-M influenzata da:

Dimensione della cellula

⑧ Presenza di danni al DNA

& Replicazione del DNA

⑧

Trascrizione metafase-anafase influenzata da:

Attacco di cromosomi al fuso

&

Punto di restrizione (start) influenzato da:

Presenza dei fattori di crescita

& Presenza di nutrienti

⑧ Dimensione della cellula

O Presenza di danni al DNA

Un danno corretto Subito, nella fase S, mi permette di individuare i tumori benigni per non arrivare al

7 maligno, che sarebbe quel tumore in cui le cellule non sono più in grado di seguire un ciclo con i checkpoint

adeguati saltandolo, diventano iper-proliferanti senza motivo.

Ogni checkpoint vuol dir che la molecola al proprio interno, ad esempio G1, sono in grado di valutare le

S condizioni in cui si trova la cellula i termini di presenza di fattori di crescita, sufficienti nutrienti, dimen-

sione della cellula stessa, presenza di danni al DNA, prima di entrare in fase S, perché un danno corretto

subito mi permette di non creare due cellule con lo stesso danno, perché in fase S viene duplicato.

Nella fase G2 vedo se è stato duplicato tutto correttamente

.

In che modo si è arrivati a capire come funziona il sistema di controllo del ciclo cellulare?

I checkpoint si basano Su un processo proteico scoperto anni fa, facendo esperimenti con semplici

fusio-ni di cellule di lievito. Si vide che fondendo due cellule i cui nuclei si trovavano i due fasi diverse del ciclo:

a) se io fondo queste due cellule il nucleo inizialmente in G1 entra in fase S;

b) una cellula in fase G1 salta s e G2, e. Condensa il proprio DNA, si prepara a fare una mitosi anomala;

Questa cellula ha a proprio interno delle molecole che inducono il nucleo della cellula in G1 ad entrare in mi-

tosi, quindi ci sono dei fattori solubili che alcune cellule a seconda della fase del ciclo in cui si trovano pro-

ducono e permettono di camminare nel ciclo cellulare.

Studiando tutto questo si capì che una delle molecole critiche di questi passaggi di fase erano dei fattori

proteici (NPF) costituiti da due componenti, una è una Chinasi (CDC2), chiamata ciclina, è un’altra proteina

che si associa con essa.

Fosfatasi Rottura di un legame che tiene ancorato un gruppo fosfato ad una proteina

Fosforila la proteina

Chinasi

Perchè si chiama ciclina?

Perché studiandone la comparsa e la presenza nel ciclo, si è visto che l’andamento della concentrazione re-

lativa di ciclina durante il ciclo di una cellula varia e correlano positivamente con l’attività di MPF, “fattore

che promuove la maturazione” poi chiamato “fattore che promuove la mitosi”

La chinasi ha una sua attività, deve essere legata alla ciclina,

e la sua attività diventa massima quando la Concentrazione

di ciclina diventa massima, la linea blu indica la concentrazio-

ne relativa della ciclina, raggiunge l’attività massima, il fat-

tore MPF, e qui avviene è che si attiva una proteasi che de-

grada la ciclina, ovvero eliminata.

Quindi si chiama ciclina perché la sua concentrazione duran-

te i ciclo di una cellula è Variabile, cioè c’è un momento in cui

compare una proteasi che lo degrada Completamente e un

momento in cui il ciclo ricomincia a produrla fino a raggiungere una concentrazione adeguata e complessa-

ta con la chinasi corretta che, agiscono in vari momenti del ciclo cellulare occupandosi di far funzionare il

checkpoin