Microtubuli

La dineina è in realtà un complesso proteico, che comprende dineina

e dinactina.

La dineina ha due cat pes nelle teste e la parte lineare, poi ci sono

cat intermedie e legg a rafforzare la struttura e a collegarla alla

dinactina.

La dinactina a sua volta è formata da 8 proteine. Ci sono due parti

globulari, un pezzo simile all actina e due antenne. Occupa +

spazio della chinesina ed è più corta.

Movimento dei motori molecolari

L atp regola il movimento e l affinità delle teste al mt con i

cambiamenti conformazionali, 1 testa è +affine e l altra allora è meno

affine e poi si invertono.

Spesso questi motori hanno degli adattatori specifici per i cargo. La

dineina necessita sempre di un adattatore, mentre la chinesina

non sempre. Nel caso della chinesina, il trasporto semplice è quello

delle vescicole, poi si sono quelli specifici che necessitano di specifici

adattatori.

Il flusso anterogrado è quello vs la +end, il flusso retrogrado va vs

il -end.

Nell’assone, ci sono dei fasci di mt per il trasporto. C è un flusso

lento che trasporta proteine e frammenti del citoscheletro, per far

crescere l’assone o sostituire vecchie componenti, è la

manutenzione, dura ore, è solo anterogr. Il flusso veloce trasporta

vescicole es di neurotrasmettitore e organelli, e è sia anterogr che

retrogr.

Esperimento in cui sono stati osservati dei mt, in soluzione contenente

anche prot motore in fluorescenza. In nero c’è il mt. Ci sono 6 time point.

Sul mt stanno correndo sia una chinesina che una dineina. Il mt è

la striscia nera, le macchie bianche sono le prot motore, in realtà è stato

marcato il contenuto delle vescicole perché le prot motore sono troppo

piccole per essere viste, freccia in rosa chinesina e in azzurro dineina.

A un certo punto le prot motore si incontrano dove le macchie

bianche si fondono.

Quindi sono riuscite a scartarsi, si muovono su protofilamenti diversi,

si genera uno stallo a un certo punto, ci sono delle forze di spinta delle

vescicole, i cargo si riadattano, finché non proseguono.

Oppure una delle due diventa citosolica e poi si collega a un altro

mt. Se ci sono degli ingombri troppo forti si staccano.

È un processo casuale.

A destra c è una sem, un ingrandimento, si vede il mt (sottile), le

vescicole (molto +grandi della sezione del mt).

Sono macchine molecolari con un’alta efficienza.

Il centrosoma, i centrioli e la matrice pericentriolare

In vivo, la -end si trova annegata nel centrosoma o centro

organizzatore dei mt (MTOC). Si trova in posizione perinucleare, i

mt hanno un addensamento e una fluorescenza concentrata nel cs, da

cui partono tutti i mt non labili quindi quelli persistenti.

L’aster è una struttura che si viene a formare in vitro quando i mt

compaiono velocemente, cioè quando si mette e poi a un certo punto

si toglie la colchicina, ovvero una distribuzione a stella o a raggiera

simile a quella in vivo, che fa da origine comune e poi in tutte le direz,

può essere replicata in vitro se si mette una concentrazione elevata di

dimeri in un punto.

Il centrosoma è la zona verde e gialla. Il cs è formato da due centrioli

perpendicolari. Tutti i mt partono dalla sup est del centrosoma, al di

fuori della massa del cs c’è qualcosa da cui partono i mt.

Vedo in rosso i due centrioli, uno longitudinale e uno in sezione

trasversale che è circolare.

Attorno c è una macchia grigia scura con densità maggiore di materiale,

è la matrice pericentriolare: una matrice proteica, asimmetrica che

avvolge uno dei due centrioli.

Le strutt lineari in giallo sono mt, che dipartono dalla matrice

pericentriolare, hanno sempre la -end nella matr e la +end dall’altra

parte.

Altra immag: cell in divisione, il cs deve essere duplicato, quindi ci

sono 2 cs.

Nella matrice pericentr ci dev’essere qualcosa che fa da fase di

nucleazione per far partire la polimerizzazione veloce subito ed

evitare il ritardo che invece si vede in vitro.

Le orecchiette sono la tub gamma, che formano degli anelli aperti delle

spirali delle c, costituiscono il frammento di partenza del mt, a

spirale per lo sfasamento tra protofilam, la tubalpha si associa alla

gamma cominciando la polimerizzazione e seguendo lo sfasamento delle

gamma. L’anello delle gamma non mantiene la sua struttura da solo ma

si associa a un complesso proteico accessorio che stabilizza.

Le gamma tub favoriscono la polimerizzazione istantanea la fase di

crescita subito, e fanno anche da stabilizzatori della -end, la bloccano.

Le epsilon tub sono +vicine alla sup del cs cioè nella zona +interna

della matrice pericentr, mentre nella zona +est ci sono le gamma.

La massa verde sono le epsilon tub, gli anelli rossi sono le gamma tub, in

verde scuro i mt che partono.

I centrioli sono cilindretti con sezione a stella, formata da 9

triplette di mt inclinati. 1 mt completo A e 2 mt incompleti B e C

che si appoggiano ad A, a formare la tripletta. Le triplette si posizionano

sulla circonf leggermente inclinate e questo crea la stella. E’ formato da

tub alpha e beta. Strutt peculiare che si trova solo in centrioli e

corpo basale di ciglia e flagelli. Diametro di circa 80 nm.

Il centriolo ha la funzione di aggregare a sè la matrice

pericentriolare, e sono due perché poi intervengono nella

divisione cell.

Mitosi

Interfase: la cell duplica il dna, separazione e duplicazione dei

due centrioli per costituire due cs, comincia ad impaccarsi la

cromatina.

Profase: massimo addensamento della cromatina con formazione dei

cromosomi, ogni cromosoma contiene due cromatidi fratelli che sono

identici a causa della duplicazione, collegati nel centromero dai due

cinetocori, i cs si sono separati, i mt vengono disgregati e poi si

riformano dai nuovi cs e si formano ai poli opposti della cell i due

aster.

Pro-metafase: si rompe la membrana nucleare, si formano due

categorie di mt, una di mt che vanno sui cinetocori e una di mt di

overlap che interagiscono tra loro.

Metafase: si forma il fuso mitotico, i cromosomi si allineano lungo

la piastra metafasica o equatoriale o equatore cell.

Anafase: separazione dei cromatidi fratelli, allontanamento

dall’equatore e avvicinamento ai poli opposti, avviene molto

rapidamente.

Telofase: si riformano i due nuclei e poi si forma un anello centrale

di strizione.

Citochinesi: la cell si divide fisicamente in due cell figlie separate.

Citochinesi è legato all’actina non tanto ai mt.

Ogni cs è costituito da due centrioli, uno maturo che è avvolto dalla

matrice pericentriolare e che quindi può originare i mt e uno

immaturo non avvolto dalla matrice. Con l’allontanamento dei

centrioli si formano contemporaneamente quelli nuovi per

duplicazione. Solo in metafase entrambi i centrioli vecchi sono

maturi e possono produrre i mt, mentre quelli nuovi sono ancora

immaturi. SEM.

Mt in verde, nuclei in blu per dapi, rosso non si sa…

Fuso mitotico per la metafase

I primi microtub che si formano sono quelli dell’aster che nascono dal

centrosoma e a raggiera vanno verso la +end verso la membrana e le

prot di capping e stabilizzano la posiz dei cs, tirano il centrosoma verso

la membrana, allontanano i cs ai poli, la cell si allunga, sono mt

stabilizzati.

I mt che crescono vs l’equatore sono i mt del cinetocore e i mt dell

overlap.

I mt del cinetocore vanno a target sui due cinetocori del

centromero che unisce ciascuna coppia di cromatidi fratelli, e vengono

da entrambi i cs. Si stabilizzano

I mt di overlap crescono e si interfacciano con altri mt provenienti

dal cs opposto, si sovrappongono nella regione equatoriale, dove ci

sono le chinesine, le chinesine camminano sul mt, legando i due mt

di overlap che si incontrano, sono mt opposti, vanno verso la +end e

quindi fanno scorrere i mt in modo da allontanarli, i mt continuano

a crescere e le chinesine li fanno scorrere, sono in crescita quindi non

sono stabilizzati.

Ci sono anche delle prot motrici vicine al polo, il polo è una

formazione delle dineine che corrono verso la -end, collegano i mt

adiacenti, fanno da regolatori della distanza e li stringono nei poli, poi

più lontano ci sono i cs, quindi i poli non coincidono con i centrosomi.

Poi parte un meccanismo di trial and error: quelli diretti verso

l’equatore iniziano a crescere velocemente e poi +lentamente, posson

incappare subito sul cinetocore/ legarsi alle chinesine di altri mt,

se no si allungano ancora un po’ ma poi non vengono stabilizzati e

disgregano e poi riprovano a formarsi. Le [] dei dimeri in soluz

permettono a questi mt di crescere fino all equatore e non tanto oltre

perché non avrebbe senso e sarebbe una perdita di tempo.

Mentre i mt crescono all’inizio, spingono i cromosomi verso

l’equatore, quindi sono responsabili dell allineamento dei cromosomi

lungo la piastra equatoriale.

Esperimento. Dna, tubuline, mg++, gtp, a 37°. Poi facciamo

polimerizzare a caso. Una volta formati i mt, aggiungiamo le chinesine.

Le chinesine camminano sul mt, poi incontrano un altro mt vicino, lo

agganciano e continuano a camminare verso la +end, quindi le -end

vengono allontanate dal centro, e camminando inducono anche delle

rotazioni che tendono a parallelizzare i due mt accoppiati. Poi aggiungo le

dineine, che corrono verso la -end, che si concentrano in un punto e

formano il polo. L’esperimento imita quello che succede in vivo.

L’anafase

L’anafase prevede due processi che avvengono in sincrono: A e B.

A: separazione dei cromatidi che vengono attirati ai poli, grazie ai

mt del cinetocore e a delle chinesine specifiche che li collegano ai

cinetocori, i mt cominciano a depolimerizzare trascinando i cromatidi,

movimento verso i poli dovuto al loro accorciamento.

B: i mt di overlap tendono ad allontanare i poli, quindi separano

ulteriormente i cromatidi, a causa del loro allungamento. Anche i mt

dell’aster muovono verso la membrana il cs.

Ciglia e flagelli

I mt si ritrovano in strutture dotate di movimento ovvero ciglia e

flagelli.

Le ciglia sono le appendici delle cell ciliate, es quelle polmonari,

servono per spostare oggetti, tra cui fluidi come il muco o cell morte o

particelle sopra la superficie cell. È un movimento sincrono, ciglia

adiacenti hanno un movimento sincrono, di tipo ondulatorio. Calibro di

250 nm. Lunghezza fino a 10 micron.

I flagelli, negli spermatozoi e in alcuni batteri, sono simili ma sono

+lunghi e +sottili e hanno un movimento non ondulatorio ma

sinusoidale.

Sono entrambe estroflessioni che escono per una lunghezza elevata

dalla cell.

Ma questi mt non provengono dal centrosoma, c è una struttura

indipenden