Riassunto esame biologia, prof Modesti, prof. Modesti, libro consigliato Il mondo della cellula di Becker

CITODIERESI

Nel caso delle cellule animali la ripartizione del citoplasma è detta divisione (cleavage) ,il solco che

strozza la cellula è costituito fasci di microfilamenti di actina e la forza necessaria per dividere il

citoplasma è generata dall’interazione dell’actina con la miosina. Il solco è un anello contrattile di

actina che strozza la cellula madre lungo un piano che passa attraverso la regione centrale del fuso

(equatore del fuso), dando vita alle due cellule figlie che andando in fase G iniziano a crescere per

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raggiungere quel rapporto nucleo-citoplasmatico tipico per quel tipo cellulare.

Nelle cellule vegetali sarebbe impossibile dividere in due la madre con un anello contrattile sulla

superficie per la presenza della parete cellulare rigida quindi in corrispondenza della piastra

metafasica arriveranno vescicole (che contengono polisaccaridi e altri composti tipici della parete

cellulare, provenienti dal golgi) che si fondono e costituiscono la parete cellulare.

Come fanno?

Queste vescicole si accumulano e si fondono in un'unica grande vescicola formando la così detta

piastra cellulare. Queste vescicole provengono dal golgi, viaggiano su dei binari di microtubuli che

prendono il nome di FRAGMOPLASTI. Dopo la formazione della piastra cellulare si forma la

parete vera e propria.

N.B.

• Anche a livello dei centromeri si hanno delle sequenze di DNA ripetute dette ‘’CEN’’.

• A livello dei centromeri anche la proteina istonica H3 è sostituita da un’altra.

Quali sono le forze che in anafase permettono la divisione dei cromatidi?

Sono le forze date dei microtubuli

REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE

Soprattutto in un organismo cellulare il ciclo cellulare deve essere regolato in modo preciso.

Un’ irregolarità della regolazione del ciclo cellulare è per esempio causa di tumori.

Le nostre cellule o quelle degli organismi complessi hanno bisogno di FATTORI DI CRESCITA per

dividersi oltre che della presenza di nutrienti.

Questi fattori di crescita si dicono MITOGENI.

Lungo il ciclo cellulare ci sono tre punti che sono dei punti di controllo detti PUNTI DI

TRANSIZIONE

1) G S primo punto di transizione è quello che permette alla cellula di passare dalla fase G

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alla fase S. Nei lieviti è chiamato punto di start o punto di restrizione. Questa transizione

dalla fase G alla fase S dipende da:

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-presenza di fattori di crescita

-presenza di nutrienti

-dimensione della cellula

-presenza di danni al DNA

2) G M secondo punto di transizione dove si decide se la cellula può entrare in mitosi e

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dipende da:

-dimensioni della cellula

-presenza di danni al DNA

-replicazione del DNA

3) METAFASEANAFASE terzo punto di transizione in cui la cellula controlla che il fuso

mitotico sia stato costruito correttamente. Dipende da:

-attacco dei cromosomi al fuso.

Cosa sono i fattori di crescita?

Sono dei mediatori chimici che stimolano la proliferazione cellulare

In genere questi sono di natura PROTEICA (polipeptidi) secreti da cellule specializzate.

La progressione attraverso il ciclo cellulare è guidata da proteine chinasi (che sono enzimi che

catalizzano il trasferimento di un gruppo fosfato dall’ATP ad altre proteine bersaglio) che mostrano

attività enzimatica solo quando sono legate a speciali proteine attivatrici dette cicline. Per questo

motivo queste chinasi del ciclo cellulare si chiamano CdK: K sta per chinasi e cd sta per ciclina

dipendenti.

Chi sono le cicline?

Sono proteine la cui concentrazione varia in maniera ciclica. Esistono per la fase G , per la fase S e

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per la mitosi.

Queste chinasi quindi sono attive solo quando la concentrazione di ciclina è alta.

Com’è regolata l’attività di questi complessi proteici?

Il controllo si basa sulla disponibilità di cicline e sullo stato di fosforilazione del complesso

ciclina-cdk.

Nelle varie fasi del ciclo ci sono vari tipi di CdK e di cicline.

Questi complessi cicline CdK fanno si che si passi da una fase all’altra.

Ci sono meccanismi del complesso ciclinaCdK

1) La chinasi deve avere la ciclina ad una giusta concentrazione per formare il complesso MA

anche quando si forma questo complesso la chinasi non è ancora attivata perché servono dei

processi di fosforilazione della chinasi stessa su un particolare amminoacido

Nel caso della ciclina mitotica tre molecole di ATP si fosforilano cedendo tre fosfati alla

chinasi ma ancora è inattiva perché ci sono due gruppi fosfato attorno al sito inibitore della

chinasi.

A questo punto la fosfatasi toglie i due fosfati attorno al sito inibitore ATTIVANDO la

chinasi.

2) A questo punto la chinasi attiva fosforila le proteine bersaglio.

Chi sono le proteine bersaglio?

•le lamine dell’involucro nucleare per la sua disgregazione.

•proteine che contribuiscono alla condensazione dei cromosomi

•le MAP ovvero le proteine associate ai microtubuli.

Alla fine della mitosi la ciclina viene degradata e quindi le chinasi dipendenti dalla ciclina smetterà

di funzionare.

La ciclina CdK permette anche il passaggio dalla metafase all’anafase.

C’è un complesso detto ACP che promuove il passaggio dalla metafase all’anafase.

Come?

In anafase i cromatidi fratelli sono uniti e per separarli bisogna degrada la coesina.

LE coesine vengono degradate dalle separasi ma esse sono inbite dalle secuire perché i cromatidi

solo in anafase devono dividersi.

Quini è proprio il complesso ciclina CdK che degrada le securine per attivare le separasi e

degradare a sua volta le coesine.

Anche tra fase G e fase S ci sono delle cicline CdK che agiscono e sono dette cicline G -CdK.

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Se tutti questi checkpoints non vengono superati la cellula va incontro ad apoptosi in cui la cellula

si divide in modo preciso in piccoli frammenti detti ‘’corpi apoptotici’’ che vengono spazzati via dai

macrofagi che li ingeriscono per fagocitosi.

N.B. Quando ci sono dei danni al DNA viene attivata una proteina p53 detta ‘’il guardiano del

genoma’’ a livello del punto di transizione tra G e S, e tra G ed M.

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Questa proteina P53 è attiva come fattore di trascrizione solo quando è fosforilata (la fosforilazione

che è un evento post traduzionale).

Un danno al DNA attiva una chinasi che fa fosforilare la P53. Quando tutto va bene la P53 viene

degradata. Quando è attiva la P53 si accumula e si lega ai promotori di specifici geni.

A quali geni si lega?

-al gene per la proteina P21 che inibisce la cilcinaCdK e il ciclo cellulare viene arrestato,

-al gene per la proteina PUMA (modulatore dell’apoptosi regolato da p53)che induce la cellula

all’apoptosi.

Nel primo caso viene usato per vedere se la cellula riesce a correggere l’errore del DNA.

Nel secondo viene usato se la cellula non riesce a correggere l’errore.

MEIOSI

La riproduzione sessuata permette il rimescolamento dell’informazione genetica dei due organismi

parentali e genera progenie di individui geneticamente diversi sia tra loro che dai genitori.

Tutti gli organismi che si riproducono sessualmente a un dato stadio del loro ciclo vitale devono

avere cellule che contengono due copie di ogni cromosoma, una ereditata dal padre e l’altro dalla

madre.

I due membri della coppia di cromosomi sono chiamati cromosomi omologhi.

I due cromosomi omologhi portano la stessa serie di geni ma le due forme di ogni singolo gene

possono avere basi leggermente diverse.

Una cellula o un organismo sono due serie di cromosomi si dice diploide e contiene due copie del

genoma. Una cellula o un organismo con una sola serie di cromosomi si dice aploide. Il numero

aploide di cromosomi di una specie si indica con n e il numero diploide con 2n.

Locus genico=posizione occupata sul cromosoma dalla sequenza di DNA di un particolare gene

Nel genoma diploide sono presenti due loci ovvero due copie del gene che potranno essere

identiche o lievemente diverse.

Alleli=sono le due forme del gene e la loro combinaizione determina l’espressione nell’organismo

controllato da quel gene.

Un organismo potrà essere per quel determinato gene o carattere:

omozigote se i due alleli sono identici

eterozigotese i due alleli sono diversi.

In un individuo eterozigote un allele potrà essere dominante e l’altre recessivo. Questi termini

indicano che l’allele dominante sarà quello che si manifesterà.

Genotipo≠fenotipo

Genotipo è la composizione gentica (determinazione possibile solo attraverso studio del DNA o

dedotta indirettamente attraverso informazioni sul fenotipo di genitori e progenie)

Fenotipo è la manifestazione fisica del genotipo (determinazione possibile attraverso semplice

osservazione)

Dalla riproduzione sessuale si generano organismi diploidi quindi il contributo di ciascun genitore

deve essere aploide. Le cellule apoloidi che si fondono per formare la progenie diploide sono

chiamate gameti, e il processo della loro formazione è detto gametogenesi.

I gameti sono prodotti attraverso un particolare processo di divisione cellulare chiamato meiosi,

dove il numero dei cromosomi viene ridotto da diploide ad aploide.

La meiosi prevede un ciclo di replicazione del DNA cromosomico seguito da due divisioni nucleare

successive.

La meiosi porta al DIMEZZAMENTO DEI CROMOSOMI.

La meiosi è costituita da due meiosi:

-MEIOSI I  divisione riduttiva, viene ridotto il numero di cromosmi da diploide ad aploide

-breve interfase

-MEIOSI II equazionale (simile alla mitosi, si generano 4 cellule aploidi)

MEIOSI I

Avviene: la segregazione dei cromosomi omologhi in due cellule figlie, scambio fisico di materiale

genetico.

PROFASE I (più complessa rispetto alla profase mitotica)

Suddivisibile in più fasi:

1. LEPTOTENE (inzia la condensazione delle fibre cromatiniche)

2. ZIGOTENE (cromosomi omologhi si appaiano mediante il processo di sinapsi, formando i

bivalenti)

3. PACHITENE (i cromosomi omologhi si appaiano completamente formando il complesso

sinaptonemale. Avviene il crossing over)

4. DIPLOTENE (i cromosomi iniziano a dividersi ma solo a livello del centromero.

Rimangono uniti a livello dei CHIASMI, ovvero i punti all’estremità dove è avvenuto il

crossing over)

5. DIACINESI (i cromosomi si ricondensano in uno stato di massimo compattamento)

METAFASE I

I bivalenti si attaccano ai microtubuli del fuso attraversoo i cinetocori e migrano all’equatore del

fuso.

La presenza dei cromosomi omologhi APPAIATI (cioè dei bivalenti) all’equatore del fuso durante la

metafase I è una differenza fondamentale fra la meiosi I e la meiosi II.

ANAFASE

I membri di ciascuna coppia di cromosomi omologhi si separano e iniziano