Biologia della cellula

NANOS

Nanos si concentra nella parte posteriore, ha come effetto di non essere lui

stessso un morfogeno, interviene perchè inibisce geni morfogeni ad esempio il

prodotto di hunchback che è una proteina importante per definire la parte

anteriore, ma il suo messaggero non è sequestrato nello stesso modo di bicoid ,

è presente in modo più distribuito, non c'è la polarita per hunckback ma c'è per

nanos. Quello che fa nanos sarà di inibire la trascrizione di huncback e quindi è

più impedire che ci sia sul lato posteriore l'espressione di geni che

caratterizzano la parte anteriore. Non è considerato un morfogeno. Se noi

facciamo esprimere nanos sulla parte anteriore, ci inibisce i geni che

favoriscono la regolazione genica di chi sarà responsabile della definizione

della parte anteriore e quindi non ce l'ho più. Quindi nanos inibisce hunckbac,

Bicoid inibisce caudal. Tra i geni gap ritroviamo hunckback, la trascrizione di

esso a livello dello zigote è stimolata da bicoid. Quando bicoid si attiva rinforza

l'idea di anteriozzazione che aumentano alcune delle proteine importanti per

definire questa polarità tra cui c'è hunckback. Quindi questa concentrazione

rimane sulla parte anteriore perchè nanos impedisce che il gradiente si diffonda

sulla parte posteriore.

Avremo la definisione dell'asse dorsale ventrale quandi si attiva la proteina

dorsal. Questa proteina svolge la sua attività ed è presente nelle cell della parte

ventrale.

Si parte dal ruolo delle cellule che contribuiscono allo sviluppo e maturazione

dell'oocita. Anche qui avremo a che fare con messaggeri materni e accumulati

nell'oocita in più avremmo un interazione, comunicazione reciproca tra l'oocita

e le cell follicolari vicine e questo porterà all'attivazione di dorsal. Questi geni

fanno parte del corredo che ha origine materne. Queto gene dorsale avrà per

effetto di attivare i geni che saranno responsabili delle ventralizzazione o

dorsalizzazione e quindi funge da morfogeno. Questa proteina è un fattore

trascrzionale e funziona sia da attivatore che da repressore della trascrzione e

quindi ha un ruolo di attivare della trascrizione nei confronti di twist che viene

trascritto a livello ventrale mentre è un repressore nella poteine dpp che non può

essere espressa nella regione ventrale.

Lo schema rappresenta la distribuzione della proteina dorsal dove avremmo una

regolazine attraverso la stabilità e la sua localizzazione cellulare mentre nel

modello della polarità anteriore posteriore era un problema di trascrizione dei

messaggeri materni accumulati. La polarità ventro dorsale riguarda la stabilità

della proteina e la localizzazone.

Tutto questo comincia attraverso l'attivazone di un certo numero di geni che

partecipano all'attivazione di dorsal. Ci sono un n° abbastanza elevato di

proteine coinvolte in questo meccanismo.

La proteina gurten è l'inizio di quello che ci porterà ad avere l'assimetria di

distribuzione del'attività di dorsal. I messaggeri che codificano per gurten

verrano prodotti e la proteina gurten può a questo punto legarsi alla proteina

torpedo e un recettore tirosina chinasi. Questo provoca l'inibizione della sintesi

di una proteina chiamata pipe che a sua vuolta avrà per effetto di inibire il fatto

che si continui ad avere un attivazione che ritorna l'oocita, questo avviene solo

sul lato dorsale. Gurten tradotto quindi viene rilasciata, lega torpedo soltanto

sulle cellule follicolari dorsali perchè ce l'assimentria di distribuzione di gurten

e quindi le proteine gurten stimolano solo le cell follicolari dorsali. Questo ha

come conseguenza l'inibizione della prteina pipe. Mentre questa inibizione non

avviene a livello ventrale quindi pipe viene sintetizzata ed in grado di

stimolare. Dalle cellule follicolari non avendo avuto segnale inibitorio, abbiamo

questa proteina sintentizzata attiva, modifica a sua volta un altra e a sua volta

attiva snake che si trova nello spazio vitellino. Questa reazione a cascata partita

da pipa attiva una cascata di proteasi e quindi è un attivazione di precursori che

vengono tagliati. Questi precursori finiscono come ultimo anello della cascata

con la proteina che si lega al recettore toll per effetto di attivazione di quelli che

sono altre molecole di trasduzione che hanno per effetto di fosforilare cactus.

Esso tiene dorsal nel citoplasma, nella parte inferiore abbiamo cactus che verrà

distrutto. Quando abbiamo il momento in cui si moltiplicano i nuclei e sono in

periferia vuoldire che abbiamo differenziato i nuclei del dorsal privi della

proteina dorsal, quelli sul lato ventrale hanno invece la dorsal. Quando queste

cell si formano abbiamo realizzato la simmetria in cui le cell che sono sul lato

ventrale hanno dorsal che funziona, e quelli che sono vicino alle follicolari

dorsali non avendo la catena che porta alla distruzione di cactus, cacuts p

presente e trattiene dorsal a livello citolplasmatico e non può andare a regolare

l'espessione nella parte dorsale ma regolare nella parte ventrale.

Dorsal funziona sia da repressore che attivatore. Svolge la sua attività sul lato

ventrale e ha come effetto di funzionare come fattore di trascrizione ed è un

regolare attivatore della trascrzione e se nel promotore c'è il sito per associare

dorsal senza che ci sia un altra molecola che possa intervenire allora ho la

trascrizione dei geni. I geni attivati sono twist e snell. La stessa molecola

funzionerebbe per attivare la trascrzione del gene zen ma c'è l'attivazione di

altre proteina. Dorsal da sola quindi, se noi non avessimo delle zone di per se

porterebbe alla trascrizione di zen. Zen non viene represso nella parte dorsale

perchè la proteine non riescono a funzionare da sole come repressore e quindi

nella parte dorsale non abbiamo dorsal ma zen.

Questa polarità dorso ventrale ci definisce delle tipologe tissutali.

Cosa fa l'attivazione di dorsal?

Sono un numero di geni che viene attivato a cascata. Alcuni di queste molecole

in realtà fanno parte nei mammiferi le bmp che sono proteine che legano

recettori serine treonine chinasi. Dall'insieme di questi diversi gradienti che si

formano avremmo l'espressione di qst proteine che si distribuisce su tutte la

perifieria dell'asse dorso ventrale e qst fa che si differenziano le cellule

mesodermiche dalle neuronali e così via.

Abbiamo descritto fenomeni attraverso la comunicazione cellulare, da qualche

parte quindi c'è una fonte e delle cell che rispondono. E le risposte possono

essere in funzione del gradiente. Tutto qst era vero fino a poco tempo fa.

Spesso il fatto che ci sia un fenotipo piuttosto che un altro dipende da

concentrazioni soglia se si supera un certo valore, la cell adotta un altro

fenotipo e così via. I livelli di conc sono importanti per poterli superare o meno

e qst definisce un certo fenotipo. Nell'ultimo numero di nature fanno vedere

come ci sia un certo rilascio, e la diffuzione delle cell. Dobbiamo aggiungere

qst tipo di cell che collaborano fra di loro a strutturare come una tasca nella

quale concentrare un ligando e quindi non un visione che lascia alla cell quello

che arriva ma un aspetto di collaborazione tra cell a definire uno spazio

circoscritto dove avere la possibilità di accumulare qst segnale rilasciato anche

dalle cellule stesse. Qst si osserva in gruppi di cell che poi dopo collaborano a

svolgere una medesima funziona e fino ad ora nessuno aveva descritto un

meccanismo di qst tipo e l'hanno dimostrato nella drosophila. ( scoperto il 22

ottobre 2014)

ci sono i geni gap e i pair rule, i geni della segmentazione polare e i geni

omeotici che saranno quelli che differenziano i diversi segmenti

precedentemente definiti. Non solo avremmo qst nozione progressiva, qst geni

si regolano tra di loro. Hanno nomi che ricordano il fenotipo quando sono

alterati.

La polarità ci ha definito la parte posteriore anteriore ventrale e dorsale. Qst

diverse regioni che hanno livelli diversi di conc di proteine codificate da geni

materni definirà il passo successivo cioè quali geni gap sono trascritti e dove.

I geni gap sono quelli che ci definiranno le tre parti già visti, il torace la parte

anteriore e l'addome. Uno di qst geni si chiama crupal che è espresso dove

corrisponderà il torace. Se si impedisce l'espressione di cruper si ottiene una

larva composta da una parte anteriore una parte che corrispode all'addome ed è

priva di torace perchè dove viene espresso crupal in quella zona le cellule

corrisponderanno a tutte le caratteristiche del torace. In alcuni casi il fatto di

togliere alcuni di qst geni può avere un fenotipo che si assomiglia. Ma a questo

livello togliendo alcuni geni si ha la perdita dello sviluppo che corriposnde al

torace.

I geni pair rule ci definiscono i segmenti sia a livello del torace che

dell'addome. Essi definiscno i diversi segmenti. L'espressione dei pair rule

definiscono proprio delle strisce e qst strisce corrispondono a quello che sarà

l'espressione o non che ci permetteranno di avere qst segmentazione. Un gene

di questa famiglia è fushi tarazu (ftz) che definisce alcuni di qst segmenti (un

segmento su due). In assenza di espressione di fushi tarazu saremmo privi di qst

segmenti. Il risultato può essere una larva più piccola. In seguito a pari rule

sono i geni della polarità e sono chiamati così perhè per ciascun segmento lo

suddividono in una parte anteriore e posteriore. Ciascun segmento, se guardo i

geni pair rule essi corrispondono a un segmento. Se guardo i geni della polarità

essi definiscono due parti nel segmento: una anteriore e una posteriore. Uno di

qst geni si chiamo engrailed e in qst caso il mutante di engrailed perde la

polarità. Quindi quando li metteremo insieme suddivideremo a mo di salame la

larva di questo moscerino. Tutto qst avviene durante lo sviluppo neuronale del

moscerino e quindi in poche ore. Dopo qst geni subentrano i geni ox. Essi

saranno i geni che definiranno quale segmento produrra l'ala piuttosto che la

zampa. Esiste una corrispondenza tra quello che è successo a livello larvale e

quallo che sarà il livello organizzativo finale del moscerino. Tutto quello che

farà cambiare i geni ox, farà si che una medesima struttura si svilupperà in un

posto diverso.

Qst parasegmenti non sono dei segmenti e non hanno lo stesso ruolo.

GENI GAP

Abbiamo già visto hunckpack che è un gene materno. Un altro di cui parleremo

è giant.

Krupe è quello centrale e corrisponde a quello che diventerà il torace.

Hu