Ciclo cellulare

Il passaggio attraverso le diverse fasi del ciclo cellulare

Il passaggio attraverso le diverse fasi del ciclo cellulare è permesso dall'azione della chinasi dipendente dalla ciclina (Cdk), che funziona insieme ad una subunità regolativa chiamata ciclina. Senza la ciclina, la chinasi non è attiva. Il complesso chinasi-ciclina promuove la mitosi.

Per questo motivo la chinasi è denominata Cdk (Cyclin-dependent kinase). Le cicline servono ad attivare le Cdk (cyclin-dependent kinase) in ogni fase del ciclo cellulare.

Regolazione dell'attivazione del complesso ciclina-Cdk necessaria per l'entrata in mitosi: Si evidenziano il T-loop e i residui amminoacidici soggetti a fosforilazione: la treonina 14, la tirosina 15, e la treonina 161. La chinasi a doppia specificità Wee I e la fosfatasi Cdc25 agiscono in modo antagonista per inibire ed attivare la L'interazione.

Con la ciclina determina un Cdk. Primo spostamento del T-loop, spostamento che viene sostenuto dalla fosforilazione della treonina 161 (T161) ad opera di CAK. La fosforilazione in T14 – treonina 14 – ed Y15 – tirosina 15 – blocca la capacità di idrolizzare l’ATP di Cdk. Per consentire il passaggio da una fase all’altra le cicline vengono degradate dal proteasoma in seguito all’aggiunta di una proteina chiamata ubiquitina. Gli enzimi E1, E2 e E3 agiscono in sequenza nel sistema ubiquitina-proteosoma per trasferire le ubiquitine sulle lisine di una proteina da degradare. La proteina poliubiquitinata è riconosciuta dalla componente regolativa del proteosoma. Quest’ultima permette l’entrata della proteina da degradare nella camera proteolitica e distacca l’ubiquitina garantendo così il suo riciclo. Inattivazione di cdc25- Blocca progressione verso mitosi in presenza di danno DNA. Tali rotture provocano l’attivazione

dellaROTTURE NELLA DOPPIA ELICA DEL DNAchinasi ATM la quale a sua volta fosforila ed attiva la checkpont chinasi-2 (Chk2).Un substrato di Chk2 è costituito dalla fosfatasi CDC25 che, in seguito afosforilazione viene sia esportata dal nucleo al citoplasma, sia inattivata; lainattivazione di CDC25 è fondamentale per arrestare il ciclo cellulare. DBS =rottura di entrambe le eliche.

Come viene regolato l'ingresso nel ciclo cellulare?-specifici per ogni tipo cellulare (ex VEGF; EGF; FGF)I fattori di crescita si leganoa recettori di membrana e inducono la sintesi della ciclina D. L'assenza di fattori dicrescita provoca l'uscita dal ciclo cellulare e l'entrata nella fase G0.

L'orologio del ciclo cellulare (cell cycle clock): , cherete di proteine interagentiricevono segnali dall'interno e dall'esterno della cellula e decidono il destino dellacellula.

REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULAREAlcuni sistemi verificano il passaggio attraverso le

della stessa cellula, anche se in primis ha il compito di bloccare il ciclo cellulare.

la proteina p21 inibisce le chinasi ciclina-dipendente (CKI): l'oncosoppressore p53, stabilizzato dal danno al DNA, si lega ai promotori di geni di rilievo nel controllo del ciclo cellulare, promuovendone la trascrizione mediata dalla RNA polimerasi. Tra questi geni c'è il gene p21 che rende possibile l'immediato blocco del ciclo grazie al suo prodotto proteico che si lega ed inibisce diversi complessi Cdk-ciclina.

Mitosi. Questo processo di divisione cellulare assicura alle cellule figlie un'assegnazione omogenea delle componenti cellulari, incluso il DNA che è organizzato nei cromosomi. Negli eucarioti esistono 2 tipi di mitosi: la mitosi aperta (dissoluzione dell'involucro nucleare) e la mitosi chiusa (endomitosi - l'involucro nucleare resta intatto).

fasi. La mitosi viene suddivisa

in che sono: profase, metafase, anafase, telofase.

PROFASE

La profase ha inizio con il compattamento dei cromosomi ed è innescata da Cdkprofase attraverso la fosforilazione delle condensine. La quantità di materiale genetico è raddoppiata in una cellula che si avvicina alla mitosi, poiché tutto il DNA è stato duplicato e ciascun cromosoma è costituito da due cromosomi identici, chiamati cromatidi fratelli. Questi cromatidi rimangono uniti per la presenza di proteine "collanti" chiamate coesine. Con il procedere della mitosi le coesine saranno presenti solo a livello dei centromeri; nel passaggio tra la metafase e l'anafase la coesina sarà eliminata anche dai centromeri e si assisterà alla separazione.

Durante la profase comincia ad organizzare anche il fuso miotico, una struttura formata da microtubuli che ha lo scopo di fornire un'impalcatura ed una guida idonea al trasporto dei cromosomi ai due poli della cellula.

Permettere la separazione del citoplasma in 2 zone. La riorganizzazione del citoscheletro formato dai microtubuli è un evento durante la fase S il centrosoma è fondamentale all'inizio del processo mitotico. MTOC era stato duplicato a formare due centrosomi. Con la profase i due centrosomi si separano per prepararsi ad organizzare i due poli del fuso mitotico. Questo movimento utilizza meccanoenzimi, ATP ed i microtubuli stessi. Contemporaneamente la struttura dei microtubuli della cellula in interfase collassa a seguito di un cambiamento nella stabilità degli stessi microtubuli che trae origine da molte modificazioni sia a carico della tubulina che di alcune MAP (Microtubule Associated Proteins). La profase prosegue con alcuni eventi che sono di transizione con la successiva fase di metafase.

PROMETAFASE: L'avvio della coincide con la frammentazione in piccole vescicole prometafase dell'involucro nucleare. Nel frattempo continua l'attività di

La polimerizzazione ecollassa il mento dei microtubuli. Contemporaneamente si comincia a delineare il fuso mitotico nella sua organizzazione finale, mentre nel citoplasma sono ora disponibili i cromatidi fratelli, formato da diversi tipi di microtubuli.

Il fuso mitotico è suddiviso in base al tipo di rapporti che instaurano ed alle funzioni che svolgono nel corso della mitosi:

I) Fibre del cinetocore: interagiscono con i cromosomi legandosi al centromero e sono importanti per il trasporto dei cromosomi ai poli opposti della cellula. In realtà i microtubuli non interagiscono direttamente con il centromero ma con una placca formata da varie proteine denominata cinetocore. Ogni cromatidio fratello ha un cinetocore.

II) Fibre astrali: si dirigono a partire da un polo del fuso verso il cortex cellulare e la membrana plasmatica; sono coinvolte nell'allungamento del fuso mitotico durante le fasi successive alla metafase. Le fibre astrali vengono utilizzate per trascinare il fuso ed i.

Cromosomi ad esso associati verso la periferia delle cellule. Le fibre interpolari, III) partono da un polo del fuso e si dirigono verso il polo opposto, per terminare nella zona equatoriale dove si sovrappongono ad un'altra fibra proveniente dal polo opposto. Sono fondamentali per allungare il fuso ed allontanare i due poli, contribuendo così al movimento dei cromosomi verso la periferia.

METAFASE: La caratteristica principale della è l'allineamento dei cromosomi in posizione mediana rispetto ai due poli del fuso, in quella struttura chiamata piastra metafasica. In questa fase i cromatidi fratelli sono ancora tenuti insieme dalle coesine mentre le fibre del fuso tendono a separarli. verifica il completamento Durante questa fase agisce il checkpoint mitotico, che dell'allineamento dei cromosomi nella piastra metafisica e la formazione del fuso mitotico. Questo checkpoint deciderà quando e se attivare un complesso multiproteico (Promoting Complex).

denominato Anaphase, si rompono i legami che tengono uniti i cromatidi fratelli e ciascuno l'anafase di essi migra verso il polo del fuso al quale è legato tramite le fibre del cinetocore. Responsabile della e della degradazione delle transizione metafase -> anafase coesine è il complesso multiproteico APC. L'anafase rappresenta il momento funzionale in cui si attua il trasporto dei cromosomi. TELOFASE All'inizio della ogni cromatidio fratello è già stato trasportato alle 2 telofase opposte regioni della cellula, in prossimità dei 2 poli del fuso mitotico. Nel corso di questa fase si riforma l'involucro nucleare a partire da vescicole che si associano con i cromosomi. La lamina nucleare viene de-fosforilata e ri-polimerizza, mentre i pori nucleari si riassemblano ed i cromosomi gradualmente cominciano a decompattarsi. Gli organelli citoplasmatici, per equa ripartizione tra cellule figlie, incominciano a riorganizzarsi nellaloro struttura caratteristica di una cellula in interfase.
Citochinesi
Durante il progredire della telofase le cellule acquistano nuovamente un’identità “interfasica” ma, affinchè la mitosi si possa concludere, è ancora necessaria la
Tale viene detto o ..separazione del citoplasma processo citochinesi citodieresi
La citochinesi è controllata dal fuso mitotico, difatti il primo segno della è una piccola introflessione della membrana
separazione del citoplasma plasmatica che si sviluppa perpendicolarmente all’asse che separa i due poli del
Questa invaginazione si evidenzia in modo sempre più marcato fuso. fino a formare un solco tramite il q