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Il nucleo facilmente evidenziabile in una cellula tuttavia ...Pu avere aspetti diversiNon presente durante tutto il ciclo cellularePu mancare in alcune celluleOltre alla forma sono variabili anche per la dimensione, la localizzazione nellacellula e lintensit di colorazione

Solo per uso didattico, vietata la riproduzione, la diffusione o la vendita

Citologia Animale e Vegetale (corso A - I. Perroteau) - il nucleo

Citologia del nucleo

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Solo per uso didattico, vietata la riproduzione, la diffusione o la vendita

Citologia Animale e Vegetale (corso A - I. Perroteau) - il nucleo

Cosa contiene il nucleo?

Il nucleo non contiene solo DNA, che costituiscesolo il 20% del materialenucleare, ma anche una grande quantit di proteinechiamate nucleoproteine edRNA.

La maggior parte delle nucleoproteine strettamente associata al DNA; le proteine chelegano il DNA sono di due tipi:

1) istoni: struttura della cromatina2) proteine nonistoniche: proteine diregolazione dellattivit genica, enzimidi sintesi degli acidi nucleici.

LRNA nucleare costituito da RNA messaggero (mRNA) di nuova sintesi e da RNA ditrasferimento (tRNA) e ribosomico (rRNA) che non stato ancora trasferito nelcitoplasma.

Inoltre il nucleo contiene le proteine del nucleoskeletro e nucleoplasma.Tutte le nucleoproteine sono sintetizzate nel citoplasma e quindi trasportate nel nucleo

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Tranne che nel periodo della divisione cellulare, i cromosomi, ciascunodei quali costituito da due molecole di DNA appaiate, esistono sotto forma di filamentiaggrovigliati che si estendono attraverso il nucleo e non possono esserevisualizzati individualmente mediante la microscopia elettronica. I nucleiappaiono come strutture eterogenee con aree elettron-dense ed aree elettron-trasparenti.Le aree dense chiamate eterocromatina, rappresentano quella porzione di DNA, con lenucleoproteine associate, che non attiva nella sintesi di RNA. Leterocromatina tende araggrupparsi alla periferia del nucleo, ma forma anche agglomerati irregolari allinternodel nucleo. Nelle femmine, in cromosoma X inattivato (corrispondente al cromosoma Ynel maschio), forma una piccola massa nota come corpo di Barr. I corpi di Barr sonovisibili lungo il margine esterno del nucleo in una piccola percentuale di cellulefemminili in cui la sezione sia stata condotta secondo un piano favorevole. La zonaelettron-trasparente, chiamata eucromatina, rappresenta quella parte di DNA cheattiva nella sintesi di RNA. Globalmente, leucromatina e leterocromatina costituisconola cromatina, denominazione derivata dallaspetto fortemente colorati dei nuclei osservatial microscopio ottico.

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Gli istoni, (H1, H2A, H2B, H3, H4), che rappresentano la maggior parte delle proteinelegate al DNA, formano il nucleosoma su cui si avvolge per due giri e mezzo ilfilamento di DNA (200 paia di basi). Il DNA che unisce due nucleosomi e ilDNAlinker. Gli istoni sono proteine di peso molecolare relativamente basso, con unalto contenuto di aa carichi positivamente, che si legano con facilit alle eliche delDNA cariche negativamente. Gli istoni possono essere coinvolti nel compattamento delDNA e nella regolazione della sua attivit.

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Listone H1 serve permantenere uniti duenucleosomi adiacenti. Tuttiquesti avvolgimenti riduconola lunghezza del DNA

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La struttura della cromatina di una cellula pu cambiare nel tempo: questa regolazione faparte dei meccanismi del differenziamento cellulare.

cellula giovane(non totalmente differenziata)

Struttura della cromatina permissiva perlespressione del gene B e non per i geniA e C

Stessa cellula pi vecchia(totalmente differenziata)

Struttura della cromatina permissiva perlespressione dei geni A e C e non piper il gene B

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Nuclei ricchi di eterocromatinalocalizzata essenzialmente allaperiferia del nucleo. Questa morfologia tipica di cellule poco attive da unpunto di vista della sintesi proteica.

Nucleo con cromatina inmaggioranza sotto forma dieucromatina. Cellula conalta attivit trascrizionale.

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Trascrizione: Cosa: da DNA a RNAsDove: nucleoChi: RNA polimerasi

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Eucariote hanno numerosi tipi di RNA polimerasi:

La RNA polimerasi I: sintetizza un pre-rRNA 45S, che matura in rRNA di28S, 18S and 5.8S della grande subunit ribosomale.La RNA polimerasi II sintetizza i pre-mRNAs and la maggior parte deglinon coding RNA (snRNA e microRNAs). Questa polimerasi di gran lungala pi studiata e la cui attivit la pi regolata. Fattori trascrizionali regolanola sua interrazione con i promotori.La RNA polymerase III sinteiizza tRNAs, rRNA 5S and e tutti gli altripiccoli RNAs che si trovano nel nucleo e nel citosol.La RNA polymerase IV sintetizza i siRNA nelle piante.Ci sono altri tipi di RNA polimerasi nei mitocondri e nei cloroplasti e RNApolimerasi RNA-dioendenti coinvolte nel processo di RNA-interferenze.

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DNA stampo

C5

C3

C3

C5

Nuovo ribonucleotidenucleotide tri-fosfatoda aggiungere allacatena di RNA.

Tutte le RNA polimerasisintetizzano lRNAsecondo le stesse regole:1) La catena di RNAneosintetizzata antiparallela alla catena diDNA stampo e 2) ladirezione della sintesi 5---->3

RNA crescente

C3

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mRNA

LmRNA sintetizzato sottoforma di pre-mRNA che subiscenel nucleo modifiche co- o post-trascrizionali: capping al 5,splicing (eliminazione degliintroni) e aggiunta del poliA al 3.

snRNA, microRNAs, siRNA

Questi altri tipi di RNA sono statiidentificati pi recentemente ehanno svariati importanti ruoliregolatori

tRNA

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I nucleoli sono strutture eterogenee in cui le aree pipallide rappresentano i siti del DNA che codificano perlrRNA e le aree scure i siti di assemblaggio dellesubunit ribosomali. Ogni tipo cellulare ha unacaratteristica forma del nucleo e, in generale, il livello diattivit di ogni cellula pu essere desunto dallaspettoultrastrutturale del suo nucleo. Le cellule relativamenteinattive hanno un nucleo piccolo, in cui la cromatina prevalentemente in forma addensata (eterocromatina) edin cui il nucleolo piccolo o assente, mentre nelle cellulemolto attive da un punto di vista della sintesi proteica, ilmateriale nucleare disperso (eucromatina) ed i nucleolisono molto evidenti.

Nucleolo: masserella granulare efibrillare dai contorni irregolarinon rivestita da citomembrane.Costituito da: parte (RNA eproteine) parte fibrillare 5-10 nmdiametro (DNA ed RNA)parte amorfa proteicanucleoscheletro

granuli fibrilleNUCLEOLOMolti nuclei, contengono una o pistrutture estremamente dense chiamatenucleoli, che sono i siti di sintesi dellRNA ribosomico e dell assemblaggiodelle subunit ribosomali.

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Citologia Animale e Vegetale (corso A - I. Perroteau) - il nucleo, trascrizione rRNA: il nucleolo

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Le due subunit ribosomali sono formate nel nucleolodallassociazione tra rRNA e proteine

+ 49 proteine + 33 proteine

Composizione della grandesubunit ribosomale =60S

Composizione della piccolasubunit ribosomale =40S

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Linvolucro nucleare separa il contenuto nucleare della cellula eucariotedallambiente citoplasmatico.

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Citologia Animale e Vegetale (corso A - I. Perroteau) - linvolucro nucleare

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Linvolucro nucleare composto da due membranefosfolipidiche ciascuna dispessore di 8 nm circa, chedelimitano il lume della cisternaperinucleare di 15-40 nm.

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