Divisione in tre classi, Biologia Molecolare

Divisione in tre classi

Dividing cells: cellule che si dividono continuamente (cellule basali)

Resting cells: cellule uscite temporaneamente dal ciclo quindi in fase G0 (fegato e rene)

Non dividing cells: cellule non in grado di dividersi. In fase Gz

Sincronizzazione in coltura

Permette di collocare la durata delle fasi del ciclo cellulare. Le cellule animali per sopravvivere in coltura hanno bisogno di particolari condizioni chimico-fisiche e di sostanze nutritive per sostentare.

Metodi di sincronizzazione

• Shake off: le cellule in fase M sono più globose => aderiscono meno al vetrino e quando si scuote questo in maniera energica le cellule in interfase rimangono attaccate => avviene sincronizzazione.
• Inibizione da contatto: le cellule proliferano fino a che tutta la superficie della piastra non è ricoperta, a quel punto entrano tutte in fase G0 => arresto della crescita e sincronizzazione.

Durata del ciclo cellulare (circa 24h)

Si creano colture gemelle e si calcola il tempo in cui le cellule raddoppiano.

• Fase M: si guarda il vetrino della coltura al microscopio e si nota la % di cellule in fase M => si fa la media (durata circa 1-2h)
• Fase S: si marcano con la timidina le cellule che stanno duplicando DNA (durata 8h)
• Fase G2: tempo trascorso tra marcatura e comparsa dei nuclei marcati rappresenta la durata (4h)
• Fase G1: sottraiamo a 24h la durata delle altre fasi => (circa 10/12h)

Nota: nei primi stadi della vita embrionale la fase G1 non c'è e le fasi sono più rapide.

FACS

(Fluorescence-Activated Cell Sorter) misura la fluorescenza delle cellule.

• Q.tà DNA = 1 -----> fase G1
• Q.tà DNA = 2 -----> fase G2 o M
• Q.tà DNA 1<x<2 -----> fase S

Mitose

Profase

La cromatina si spiralizza in cromosomi. Separazione centrosomi (spostano verso i poli). Formazione fuso mitotico con microtubuli (astral). Diminuzione concentrazione:

• Proteine cicline
• Enzimi Cinasi (attivano altre proteine con aggiunta di un fosfato)

Aumento → Ciclina B/Cdk1 (fattore promuovente la mitosi)

Diminuzione → Ciclina A/Cdk2 (caratterizza fase S)

Metafase

I cromosomi si dispongono sul piatto equatoriale per azione delle proteine motrici calo di Ciclina B/Cdk1.

Anafase

I cromatidi fratelli vengono portati ai poli opposti della cellula attivazione dell'APC.

Telofase

Si ricostituisce la membrana nucleare, i cromosomi non sono più identificabili.

Citocinesi

Divisione del citoplasma per strozzatura.

Microtubuli e meccanica della divisione

MT: strutture proteiche formate da dimeri di α e β tubulina con funzioni trofiche e meccaniche, costituente del citoscheletro.

• Impalcatura interna di ciglia e flagelli
• Responsabili del transito vescicole e organelli
• Costituiscono il fuso durante la divisione

Tre classi di microtubuli

• Astral: (raggera) nella divisione dal centrosoma si irradia un ventaglio di MT che formano il fuso
• Overlap: (interpolari) microtubuli di un centrosoma che interagiscono con quelli di un altro centrosoma
• Kinetochore: spostamento dei cromosomi, si legano al cinetocore di ciascun cromatidio garantendo l'interazione tra cromosomi e fuso mitotico

Treadmiling: stabilità dinamica dei microtubuli (continua polimerizzazione e depolimerizzazione) allungamento: favorito dal cappuccio di GTP, accorciamento: favorito da presenza di GDP => disgregazione. Quando vengono a contatto con le membrane interrompono l'allungamento. Coinvolgimento di proteine che si attaccano all'estremità dei microtubuli e si dividono:

• MAP: stabilizzano il filamento creando un MT più lungo ma meno dinamico
• Catastrofine: destabilizzando il MT inducono la depolimerizzazione

Centrosoma: organizzazione dei MT, composizione:

• Matrice amorfa e anelli di γ-tubulina
• Contiene due centrioli fatti di MT

Funzione delle proteine multimetriche

• Si legano ai MT e li collegano tra di loro
• Chinesine e Dineine durante la mitosi: separazione favorita da queste proteine
• Muovono verso polo (+) e verso polo (-)

Capacità di movimento dovute alla continua fosforilazione ADP e defosforilazione ATP.

Citocinesi

(divisione del citoplasma) invaginamento sup cellulare (solco di clivaggio) che divide in due la cellula. Operato da microfilamenti di actina (anello contrattile) che interagiscono con molecole di miosina.

Pragmoplasti: vescicole che operano divisione citoplasma nelle cellule vegetali.

Controllo del ciclo cellulare

Fusione cellulare:

• G1 + S → il G1 va in fase S
• S + G2 → G2 rimane G2 e S rimane S
• G1 + G2 → G2 rimane G2 e G1 rimane G1
• (G1/S/G2) + M → entrano in fase M