Il nucleo

IL NUCLEO

IL NUCLEO

• Nelle cellule eucariote c’è il nucleo, una sferetta formata da una membrana che

contiene acidi nucleici (DNA o acido

desossiribonucleico; RNA; proteine)

• Il DNA è la molecola di cui sono fatti i geni,

che portano tutte le informazione per far

funzionare la cellula.

COME DNA E ISTONI SONO ORGANIZZATI NEL

NUCLEO

A) Fibre di cromatina di 20-30 nm. B) Dopo ulteriore stiramento (10 nm)

A B

IL NUCLEO

In alto: avvolgimento dei nucleosomi nella fibra cromatinica da 30 nm.

In basso: schema di nucleosomi.

IL NUCLEO

IL NUCLEO

Nucleo al MO

IL NUCLEO

Nucleo al ME

IL NUCLEO

IL NUCLEO

IL NUCLEO

Cromatina

Nucleolo

Involucro nucleare

IL NUCLEO

EUCROMATINA ed ETEROCROMATINA

IL NUCLEO

Correlazioni tra struttura e funzione:

Il nucleo cellulare è un organello di importanza fondamentale

perché contiene i nostri geni ed i loro relativi fattori di

controllo. Esso ha il compito di:

1) conservare i geni nei cromosomi;

2) organizzare i geni nei cromosomi per consentire la

divisione cellulare;

3) organizzare la despiralizzazione del DNA per la

trascrizione dei geni;

4) produrre i messaggi (mRNA) che codificano per le

proteine;

5) produrre i ribosomi nel nucleolo;

6) permettere il trasporto dei fattori di regolazione e dei

prodotti genici attraverso i pori nucleari.

IL NUCLEO

domande

• 1. Che cosa è un sincizio (fare un esempio)?

• 2. Che cosa è un plasmodio (fare un esempio)?

• 3. Da cosa si distinguono Eucarioti e Procarioti?

• 4. Definizione di cromatina.

• 5. Che cosa è e che funzione ha il nucleolo?

• 6. Differenza tra mitosi e meiosi.

• 7. Il nucleo è basofilo o acidofilo? Perché?

• 8. Di norma il citoplasma è basofilo o acidofilo?

• 9. Come si spiega una eventuale basofilia citoplasmatica?

Il citoscheletro

• Definizione operativa: è l’insieme di strutture filamentose, di natura proteica, che restano nel

citoplasma della cellula eucariota dopo

estrazione con detergenti non ionici.

RETE MICROTRABECOLAREcitoscheletro

CITOSCHELETRO

È costituito da 3 classi di proteine del citosol che si aggregano a formare filamenti specifici

Microtubuli di 25 nm di diametro, composti dalla proteina globulare tubulina

Filamenti intermedi di 10 nm, formati da diverse proteine fibrose, che variano nei diversi tipi cellulari

Microfilamenti di 5 nm, composti dalla proteina globulare actina

Schema

che

raffigura i

tre tipi di

elementi

cito-

scheletrici

A

Microfilamenti o filamenti sottili (di actina)

Filamenti intermedi

Microtubuli

C

B

CITOSCHELETRO

•Fornisce un supporto stabile per organuli e macromolecole entro il citoplasma libero

•Presiede alla motilità cellulare (traffico citoplasmatico di organuli e vescicole, raggruppamento o clustering dei recettori di membrana, emissione di pseudopodia, divisione cellulare, locomozione, ecc.)

•Contribuisce a definire la forma della cellula.

Il Citoscheletro

- Citoscheletro Statico

(microtubuli e filamenti intermedi)

- Citoscheletro Dinamico

(microfilamenti e proteine contrattili associate)

Citoscheletro Dinamico

• Nel citoplasma, ci sono molecole capaci di

variare attivamente la loro posizione reciproca

nello spazio e che, interagendo con

l’impalcatura, generano il movimento. Queste

macromolecole sono l’actina, le miosine, le

molecole miosina-simili e le proteine con

funzione di regolazione ad esse associate.

L’actina• E' una proteina globulare di p.m. 43.000 dalton.

• I monomeri sono indicati come actina G e sono capaci di

polimerizzare formando una struttura simile ad una collana

di perle detta di actina F.

• I filamenti polimerizzati si intrecciano a due a due a spirale

formando i microfilamenti, visibili al M.E. raggruppati in

fasci.

• L'attività biologica dell'actina si esplica nel legame con la

miosina, attivando la capacità di quest'ultima di catalizzare

la scissione dell'ATP.

Monomeri di actina G polimerizzano in lunghi filamenti di actina

F (spessore 7 nm circa)

Microfilamenti di actina: assemblaggio

Il citoscheletro

Microvilli

In sezione

longitudinale

Microvilli

In sezione

trasversale

zonula

occludens

Microfilamenti: la miosina

• La miosina ha un p.m. di 460.000 dalton, è un esamero

formato da due catene pesanti, di p.m. 200.000 dalton e

da quattro catene leggere uguali a due a due con p.m.

diversi secondo le cellule considerate (15-27 Kda).

• Due catene leggere sono dette essenziali è sono

indispensabili per lo svolgimento della catalisi nella

scissione dell'ATP (attività ATPasica), mentre le altre

due catene leggere sono dette regolatrici, controllano il

rapporto con l'actina.

FILAMENTI INTERMEDI (FI)

• Sono le strutture più stabili e insolubili del

citoscheletro

• Sono presenti solo negli organismi

pluricellulari

• Sono raggruppati in sei classi che sono

presenti a seconda del tipo di tessuto

Classi dei FI

• I classe cheratine acide (epiteli)

• II classe cherat. basiche o neutre (epiteli)

• III classe vimentina (fibroblasti, cell. endotel.)

desmina (cellule muscolari)

GFAP* (astrociti, c. di Schwann)

• IV classe prot. dei neurofilam. (NF) (neuroni)

• V classe lamìne nucleari A, B e C (involucro nucleare)

• VI classe nestina (in varie cellule staminali)

* proteina fibrillare acida della glia delle cellule nervose

Filamenti intermedi nei

desmosomi

Filamenti di citocheratina

Placca di desmoplachina

desmogleineIl citoscheletro

Filamenti intermedi nel neurone:

I neurofilamentiIl citoscheletro

Il citoscheletro

I microtubuli

• Nella cellula in interfase costituiscono una

impalcatura per gli organelli e per

mantenere la forma cellulare.

• Compongono il fuso mitotico e meiotico

(sono strutture labili)

• Sono presenti nelle ciglia e nel flagello

(come strutture stabili)

I microtubuli sono formati da 13 protofilamenti di subunità alternate di tubulina e (55 kD).

Sono strutture polarizzate

F a ’i a a a i i organuli cellulari

Costituiscono una via preferenziale di

movimento per le vescicole di secrezione e,

’a , a i a a a a i .

F a ’a a a ( a i i nella meiosi)

F a ’a a ciglia e nei flagelli,

contribuendo al loro movimento.

I microtubuli 113

5-7 nm

-

+Il cito

scheletro

Polarità dei microtubuli, che presentano un’estremità (-) ed una estremità (+)

Il citoscheletro

Microtubuli nella cellula in interfase

Immunofluorescenza con anticorpi anti-tubulina

Il citoscheletro

CHINESINA

DINEINA CITOPLASMATICA

MAP: chinesina e dineina citoplasmatica

Molecole di chinesina e di dineina citoplasmatica fungono da motori microtubulari, veicolando ipotetici organelli lungo un microtubulo

Il citoscheletro

MAP: chinesina bipolare

La chinesina bipolare potrebbe mediare lo scorrimento reciproco dei microtubuli (ad esempio, quelli dell’apparato mitotico)

Il citoscheletro

Microtubuli del fuso mitotico colorati (in verde) con anticorpi fluorescenti anti-tubulina (i cromosomi sono in blu).

CIGLIA E FLAGELLI Le ciglia sono appendici cellulari lunghe dai 5 ai 10 mm, di diametro pari a circa 0,2 mm. Perciò, sono al limite del potere risolutivo del MO.

Spermatozoi di cavia (a) e umani (b). Il flagello può raggiungere i 60 mm di lunghezza nell’uomo.

a b

Il citoscheletro

Ciglia in sezione trasversale e longitudinale al ME

Il citoscheletro

Ciglia in sezione

Organizzazione 9+2 dell’assonema

Centriolo dell’apparato mitotico: la struttura del corpo basale è identica a quella del centriolo

Fuso mitotico con microtubuli (A) e le due coppie di centrioli (diplosomi, B1 e B2)

B1

B2

A

A

Spermatozoo in sezione longitudinale (A) e trasversale, a vari livelli (B)

A

B

Scorrimento dei tubuli ciliari

IL CITOSCHELETRO

1. Definizione di citoscheletro.

2. Quali sono le componenti del citoscheletro.

3. Indicare le principali caratteristiche e funzioni dei

microfilamenti.

4. Indicare le principali caratteristiche e funzioni dei

filamenti intermedi.

5. Indicare le principali caratteristiche e funzioni dei

microtubuli.

6. Da cosa si diversifica l’estremità + dei microfilamenti di actina rispetto alla estremità - ?

domande