Ciclo Cellulare

Mitosi

Meiosi

CORREDO CROMOSOMICO E DIVISIONE CELLULARE NELL’UOMO

CROMOSOMI n:23 (22 somatici, 1 sessuale)

CELLULE APLOIDI: 1n

CELLULE DIPLOIDI: 2n

Nelle cellule diploidi una serie di 23 cromosomi viene dal padre e

l’altra serie di 23 cromosomi dalla madre

- La replicazione del DNA porta al raddoppiamento del quantità di DNA (4n) generando una copia per ogni cromosoma: cromatidi fratelli.

- La successiva mitosi permette alle due cellule figlie di avere un contenuto di cromosomi 2n, come la cellula madreereditando uno dei due cromatidi per ogni cromosoma

Ciclo Cellulare

Distinzione morfologica: mitosi (fase di condensazione e divisione dei cromosomi) e interfase (il periodo tra una mitosi e la successiva)

L’insieme delle fasi che consentono ad una cellula di dividersi

Distinzione funzionale: il ciclo cellulare è suddiviso in 4 fasi successive

Fase G1

• 1° Gap (Intervallo) Tra Mitosi e la fase di replicazione del DNA

• La fase più lunga del ciclo. E’ la fase in cui le cellule si

arrestano per differenziare (G0).

• Periodo di crescita cellulare (dopo la divisione la cellula riacquista le sue dimensioni normali)

– Sintesi di RNA, proteine e altre macromolecole

Cellule Differenziate

Cellule in Divisione

Uscita irreversibile

Uscita reversibile

In caso di arresto della proliferazione le cellule

si fermano in G1

Fase S

• S = Sintesi

• Durante la fase S avviene la Replicazione del DNA

– Le proteine che servono a tale scopo vengono sintetizzate alla fine della fase G1

– Durante la fase S continua la sintesi degli istoni e altre proteine della cromatina

Replicazione del DNA

Replicazione del DNAElicasi: aprono la doppia elica

Topoisomerasi: evitano superavvolgimenti della doppia elica di DNA

Primasi: produce brevi copie di RNA

DNA polimerasi: usa l’innesco di RNA per iniziare a copiare il DNA

DNA ligasi: ricuciono i frammenti di DNA copiato

Replicazione del DNA

Come replicare le estremità dei cromosomi?

Le Telomerasipermettono di allungare le estremità del DNA per poter permettere alla primasi di poter posizionarsi a monte

dell’inizio del filamento

Fase G2

• 2° Gap

• Si trova tra fase S e Mitosi

• Le cellule si predispongono per la divisione

mitotica

– Produzione proteine necessarie per la mitosi

– Controllo del DNA replicato al fine di correggere

eventuali errori

• Duplicazione del centrosoma

Fase M (Mitosi)

•Processo che porta alla formazione di 2

cellule figlie da una cellula madre con lo

stesso contenuto di DNA

• La mitosi si divide in 4 fasi

– Profase

– Metafase

– Anafase

– Telofase

Prima della Mitosi

Duplicazione dei centrosomi

Profase

Condensazione dei cromosomi

Scomparsa dell’involucro nucleare

Microtubuli del cinetocoreMicrotubuli polariMicrotubuli astrali

Formazione del fuso

• Microtubuli si inseriscono sul Centromero interagendo col proteine del Cinetocore

• Ogni centromero è collegato a microtubuli diretti verso i poli opposti della cellula

Attacco dei cromosomi al fuso

Metafase

Allineamento dei cromosomi nella regione centrale della cellula mediato dai microtubuli

Polimerizzazione e depolimerizzazione dei microtubuli muove lentamente i cromosomi all’equatore

Anafase

Separazione dei cromatidi fratelli e migrazione verso i poli

Ruolo delle proteine motrici in Anafase

Anafase A

Anafase B

Telofase

Si riforma l’involucro nucleare e si decondensano i cromosomi

La citodieresi

rappresenta la

separazione

fisica delle due

cellule figlie

Il solco sulla membrana plasmatica si forma

grazie a microfilamenti localizzati sotto la

membrana stessa. La divisione è perpendicolare

al fuso mitotico (zona equatoriale)

Citodieresi

Controllo del ciclo cellulare

Come e quando la cellula decide di passare da una fase alla successiva

Ci sono vari punti di controllo durante il

ciclo cellulare

Fattore promotore della maturazione: Maturation promoting factor (MPF)

MPF: una chinasi e il

suo regolatore (Ciclina)

Punto di controllo in G2

Cosa fa MPF? MPF fosforila:

Lamine(rottura involucro nucleare)

Condensine(condensazione cromosomi)

MAP (formazione fuso mitotico)

APC(regolatore del punto di controllo in M)

Complesso promotore della anafase: Anaphase promoting factor (APC)

Punto di controllo in fase M

Degradazione delle proteine mediata dal sistema ubiquitina-proteasoma

Ub: ubiquitina, Peptide di 76 aminoacidi che viene trasferito

alla catena laterale di specifiche lisine della proteina da degradare da parte di enzimi denominati ubiquitina-ligasi

Punto di controllo in G1

Meiosi

Meiosi

• Processo di divisione cellulare, tramite il

quale si originano le cellule germinali:

Gametogenesi

• Questo processo permette di

– Ridurre del numero Diploide (2n) dei cromosomi

ad Aploide (1n)

• Ottenere gameti con una copia di ciascun cromosoma

– Ricombinare i cromosomi

• Assicura la variabilità e la diversità genica

Meiosi Mitosi

Meiosi IDivisione Riduzionale

• Inizia dopo la duplicazione del DNA in fase S (quantità di cromosomi 4n)

• Ogni cellula figlia riceve uno dei due cromosomi omologhi (ma i cromatidi fratelli non si separano)

• 4 fasi

– Profase I - Anafase I

– Metafase I - Telofase I

Le coppie di cromosomi omologhi si allineano, ricombinano ed ogni membro della coppia si

allontana verso il polo opposto della cellula che si divide

Profase Meiosi I

Leptotene Zigotene Pachitene Diplotene Diacinesi

Complesso sinaptonemale

Crossing over

Meiosi IIDivisione Equazionale

• Avviene senza precedente sintesi di DNA

• Molto simile a Mitosi

• Separazione cromatidi fratelli

• Procede velocemente attraverso le 4 fasi

– Profase II - Anafase II

– Metafase II - Telofase II

• Risultato

– 4 cellule figlie Aploidi

– Ognuna con un singolo Cromatidio

Meiosi nell’essere umano

Meiosi nell’essere umano

• Riproduzione sessuata, i gameti prima di giungere a maturazione completa, vanno incontro a meiosi al fine di dimezzare il corredo diploide e renderlo aploide

• Spermatogenesi

– Processo di maturazione dello spermatozoo:

– Spermatogonio → spermatocita I → spermatocita II →spermatidi → spermatozoo

• Oogenesi

– Processo di maturazione dell’oocita:

– oogonio → oocita I → oocita II → oocita maturo + 3 corpuscoli polari (che degenereranno)