Citologia - il nucleo

A sequenza unica = geni strutturali

• Mediamente ripetuto = geni per tRNA e rRNA, istoni

• Altamente ripetuto = significato incerto

•

Per quanto riguarda il DNA esso è presente per il 60% a sequenza unica, per il 30%

mediamente ripetuto e da 1 a 40% altamente ripetuto; per quanto riguarda invece

l’RNA è presente per lo 0.5% a basso peso molecolare, per il 30% come hn-RNA e

per il 70% come precursore di ribosomi. Per quanto riguarda i geni strutturali essi

contengono sequenze che si ritrovano della sequenza del mRNA tali sequenze

prendono il nome di ESONI, insieme a sequenze che non si trovano nella sequenza di

mRNA e essi prendono il nome di INTRONI. I geni strutturali a sequenza unica

possono essere presenti in unica copia nelle cellule APLOIDI e in doppia copia in

quelle DIPLOIDI. Per quanto riguarda invece il DNA mediamente ripetuto esso fa

riferimento a un centinaio di copie di cui una porzione è presente nel nucleolo; infine

abbiamo il DNA altamente ripetuto in milioni di copie circa che non ha reale

significato ma costituisce l’ETEROCROMATINA COSTITUTIVA. A questo

proposito è bene fare un distinguo tra :

EUCROMATINA forma meno condensata ma trascrizionalmente attiva;

• ETEROCROMATINA forma condensata ma inerte dal punto di vista della

• trascrizione; si distingue in: COSTITUITIVA formata da DNA altamente

ripetitivo e presente nelle stesse proporzioni in tutte le cellule; FACOLTATIVA

presente in proporzioni variabili da cellula a cellula e anche all’interno della

cellula stessa, di può trasformare in eucromatina se necessario, un esempio è

uno dei due cromosomi X presenti nelle cellule femminili dei mammiferi.

L’eterocromatina può presentarsi sottoforma di filamenti spiralizzati costituenti o

piccoli granuli detti CROMOMERI o grosse zolle dette CROMOCENTRI. Essa

contiene due classi di proteine:

Istoni proteine basiche a basso peso molecolare che compattano il DNA e so

• dividono in: H -H -H -H -H

1 2A 2B 3 4.

Non istoni proteine eterogenee che comprendono enzimi per la sintesi di DNA

• e RNA e proteine regolativa per l’attività dei geni.

Abbiamo quindi la cromatina formata da lunghi filamenti a forma di rosario più o

meno spiralizzati. Le zone che dovrebbero essere i grani del rosario prendono il nome

di nucleosomi e sono costituiti da 4 cilindretti contenenti 4 proteine istoniche tranne

la H avvolti da un filamento di DNA formato da 140 nucleotidi. Fra questo 140 ci

1

sono alcuni DNA LINKER che non contengono gli istoni e si legano a questi ultimi

compattando la catena di cromatina. (disegno)

Il nucleolo è visibile solo nell’interfase e scompare insieme alla membrana nucleare

durante la divisione cellulare. In media abbiamo 1 o 2 nucleoli per nucleo molto

abbondanti nelle cellule ad intensa attività metabolica. Esso è visibile al m.o. grazie a

colorazioni sia acide sia basiche. Dal punto di vista morfologico si distinguono tre

componenti:

PARS FIBRILLARIS è costituita da un filamento di cromatina che attraversa

• tutto il nucleolo per continuarsi con l’eterocromatina nucleo associtata; tale

cromatina è formata da una parte liscia e una con escrescenze fibrillari a ramo

di abete: le prime sono formate da DNA mediamente ripetitivo e non

funzionale,le seconde da DNA mediamente ripetitivo ma funzionale perché

corrisponde ai geni per la trascrizione di rRNA , i fasci laterali sono costituiti

da rRNA e proteine precursori della pars granularis;

PARS GRANULARIS formata da rRNA e proteine che costituiscono le

• subunità dei ribosomi;

PARTE AMORFA con natura proteica.

•

La funzione del nucleolo è la biogenesi dei ribosomi e i geni per la loro genesi sono

ridondanti poiché presenti in più copie.

I cromosomi sono visibili soltanto durante la divisione cellulare infatti nell’interfase

essi si presentano sotto forma di cromatina non spiralizzata(eucromatina) o

spiralizzata(eterocromatina). Durante la divisione la cromatina è molto spiralizzata e

il DNA è geneticamente inerte. Dal punto di vista morfologico i cromosomi sono

formati da una costrizione primaria che corrisponde al centromero,costituito da DNA

ALTAMENTE RIPETUTO,da cui dipartono due bracci che determinano tre casi in

cui i cromosomi possono trovarsi:

ACROCENTRICA

• METACENTRICA

• SUBMETACENTRICA

•

Il DNA contenuto nel centromero è associato a un complesso proteico detto

cinetocore che interagisce con i filamenti del fuso mitotico e favorisce la

segregazione dei cromatidi fratelli delle cellule figlie durante la mitosi.

È stato ipotizzato che oltre a un filamento di cromatina,nel cromosoma ci sia un

scheletro o SCAFFOLD di natura proteica. Per studiare i cromosomi è necessario

bloccare la divisione cellulare somministrando calchinina che blocca la divisione

durante la metafase quando i cromosomi sono al massimo della loro visibilità e

costituiti da due cromatidi poiché il DNA è stato precedentemente raddoppiato.

Ogni specie possiede un cariotipo cioè è caratterizzata da numero e morfologia di

cromosomi. Nelle cellule somatiche esso è 2n cioè diploide e ogni copia prende il

nome di omologo;mentre nelle cellule germinali esso è n cioè aploide. Nelle cellule

dell’uomo esso è 2n e contiene 46 cromosomi. Nelle individui a determinazione

genetica del sesso abbiamo due possibilità:due cromosomi XX per le femmine, un

cromosoma X e uno Y per i maschi. Per quanto riguarda una cellula uovo con corredo

n essa ha sempre il cromosoma X,uno è attivo l’altro invece è inattivo ed è costituito

da eterocromatina facoltativa e costituisce il CORPO DI BARR. Invece per uno

spermatozoo può essere preso in considerazione sia il cromosoma X sia quello Y.