IL NUCLEO. A) Fibre di cromatina di nm. B) Dopo ulteriore stiramento (10 nm)

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1 Il nucleo

2 IL NUCLEO

3 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.

4 COME DNA E ISTONI SONO ORGANIZZATI NEL NUCLEO IL NUCLEO A B A) Fibre di cromatina di nm. B) Dopo ulteriore stiramento (10 nm)

5 IL NUCLEO In alto: avvolgimento dei nucleosomi nella fibra cromatinica da 30 nm. In basso: schema di nucleosomi.

6 IL NUCLEO

7 Nucleo al MO IL NUCLEO

8 Nucleo al ME IL NUCLEO IL NUCLEO

9 IL NUCLEO Cromatina Nucleolo IL NUCLEO Involucro nucleare

10 EUCROMATINA ed ETEROCROMATINA IL NUCLEO

11 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.

12 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?

13 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.

14 citoscheletro RETE MICROTRABECOLARE

15 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

16 A Microtubuli Schema che raffigura i B Filamenti intermedi tre tipi di elementi citoscheletrici C Microfilamenti o filamenti sottili (di actina)

17 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.

18 Il Citoscheletro - Citoscheletro Statico (microtubuli e filamenti intermedi) - Citoscheletro Dinamico (microfilamenti e proteine contrattili associate)

19 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.

20 L actina E' una proteina globulare di p.m 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.

21 Microfilamenti di actina: assemblaggio Il citoscheletro Monomeri di actina G polimerizzano in lunghi filamenti di actina F (spessore 7 nm circa)

22 Microvilli Microvilli In sezione longitudinale In sezione trasversale zonula occludens

23 Microfilamenti: la miosina La miosina ha un p.m. di dalton, è un esamero formato da due catene pesanti, di p.m 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.

24 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

25 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

26 Filamenti intermedi nei desmosomi Placca di desmoplachina Il citoscheletro desmogleine Filamenti di citocheratina

27 Filamenti intermedi nel neurone: Il citoscheletro I neurofilamenti Il citoscheletro

28 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)

29 1 I microtubuli 5-7 nm 13 I microtubuli sono formati da 13 protofilamenti di subunità alternate di tubulina α e β (55 kd). Sono strutture polarizzate Formano un impalcatura di sostegno per gli organuli cellulari Costituiscono una via preferenziale di movimento per le vescicole di secrezione e, nell assone, partecipano al trasporto assonico. Formano l apparato del fuso (nella mitosi e nella meiosi) Formano l assonema nelle ciglia e nei flagelli, contribuendo al loro movimento. - + Il citoscheletro

30 Polarità dei microtubuli, che presentano un estremità (-) ed una estremità (+) Il citoscheletro

31 Microtubuli nella cellula in interfase Il citoscheletro Immunofluorescenza con anticorpi anti-tubulina

32 MAP: chinesina e dineina citoplasmatica CHINESINA Il citoscheletro Molecole di chinesina e di dineina citoplasmatica fungono da motori microtubulari, veicolando ipotetici organelli lungo un microtubulo DINEINA CITOPLASMATICA

33 MAP: chinesina bipolare Il citoscheletro La chinesina bipolare potrebbe mediare lo scorrimento reciproco dei microtubuli (ad esempio, quelli dell apparato mitotico)

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

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

36 Ciglia in sezione trasversale e longitudinale al ME Il citoscheletro

37 Ciglia in sezione Organizzazione 9+2 dell assonema

38 B1 B2 A A Fuso mitotico con microtubuli (A) e le due coppie di centrioli (diplosomi, B1 e B2) Centriolo dell apparato mitotico: la struttura del corpo basale è identica a quella del centriolo

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

40 Scorrimento dei tubuli ciliari IL CITOSCHELETRO

41 domande 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 -?

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