Omnis cellula e cellula

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1 ogni cellula deriva da un altra cellula Omnis cellula e cellula Virchow 1858

2 LA MAGGIOR PARTE DEI PROCESSI NUCLEARI E CELLULARI DURANTE LA MITOSI E INDISTINGUIBILE IN PIANTE,ANIMALI E FUNGHI.

3 DIVISIONE CELLULARE IN UN BATTERIO. L ATTACCO DEL CROMOSOMA A UNA INTROFLESSIONE DELLA MEMBRANA PLASMATICA ASSICURA CHE QUEL CROMOSOMA, DUPLICATO, VENGA DISTRIBUITO A CIASCUNA DELLE CELLULE FIGLIE, QUANDO LA MEMBRANA PLASMATICA SI ACCRESCE.

4 INTERFASE ANAFASE PROFASE TELEOFASE METAFASE Legenda: sinistra foto microscopio elettronico; destra rappresentazione schematica

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6 La capacità di moltiplicarsi è una proprietà fondamentale delle cellule, così come quella di riprodursi lo è per ogni organismo vivente. Negli eucarioti la duplicazione dei cromosomi e la divisione cellulare rappresentano processi fondamentali. perchè assicurano la conservazione del materiale ereditario e la sua trasmissione da una generazione all altra. La replicazione del DNA, la duplicazione dei cromosomi e la loro ripartizione in due nuclei distinti, sono processi che si verificano durante il ciclo cellulare.

7 PERCHÈ LE CELLULE SI DIVIDONO? Per la riproduzione Per l accrescimento Per la riparazione

8 IL CICLO CELLULARE È UNA SERIE ORDINATA DI Se il ciclo cellulare durasse 1 ora: EVENTI CHE DETERMINANO LA CRESCITA DELLA la fase G1 durerebbe 50 minuti circa e tutte le altre fasi insieme i CELLULA E LA SUA DIVISIONE IN DUE CELLULE successivi 10 minuti. In realtà la durata del ciclo è diversa FIGLIE. per ogni cellula; inoltre dipende da molti fattori quali la temperatura e le sostanze nutritive che la cellula ha a disposizione. La maggior parte delle attività di una cellula si svolgono durante la fase G1 Alcune cellule, come le cellule Nervose, smettono di moltiplicarsi dopo Lo sviluppo embrionale. In questi casi la fase G 1 dura per tutta La vita dell individuo e viene detta fase G 0

9 INTERFASE (G1 + S + G2) In questa fase avviene l accrescimento cellulare con Attività metabolica Sintesi proteica Sintesi di DNA G 1 (Gap): la cellula è in intensa attività metabolica, aumenta le sue dimensioni, raddoppia gli organuli cellulari e si procura il materiale per la sintesi del DNA S (sintesi): avviene la duplicazione del DNA e delle proteine ad esso associate: il cromosoma duplicato adesso è costituito da due cromatidi uniti in una regione chiamata centromero G 2 (Gap): preparazione alla mitosi con sintesi di proteine per la divisione cellulare

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12 ALLA FINE DELL INTERFASE LA CELLULA APPARE COSÌ...

13 Finchè la cellula eucariotica non si divide, il DNA è una matassa di filamenti sottili chiamati cromatina

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15 DNA umano DNA umano in ciascuna cellula: è lungo complessivamente 2,5 m è ripartito in 46 cromosomi DNA di ciascun cromosoma: è lungo diversi cm è spesso 2 nm

16 G1 Interfase S G2 Ciclo cellulare Divisione cellulare Mitosi PROFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE Citodieresi (divisione del citoplasma)

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19 Piastra metafasica

20 Cromosoma, cromatidi, centromero, telomeri. Un cromosoma: prima di duplicarsi, è costituito da un cromatidio dopo la replicazione del DNA è formato da due cromatidi fratelli, che appaiono uniti nella regione del centromero Quando i due cromatidi si separano, si avranno due nuovi cromosomi uguali (ciascuno costituito da un cromatidio)

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22 Schema di un cromosoma completamente condensato. Il centromero, l area ristretta al centro, è il punto di unione dei due cromatidi. I cinetocori, uno per Ai cinetocori si legano i microtubuli che formano parte del fuso. ciascun cromatidio, sono strutture contenenti proteine associate con il centromero.

23 PIASTRA METAFASICA METAFASE

24 Stato di ciascun cromosoma Separazione Organizzazione della cellula

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26 CITODIERESI

27 LA MITOSI

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30 Alcuni ruoli svolti dai complessi CDK-ciclina nel ciclo cellulare. Sia laa replicazione del DNA durante la fase S sia l assemblaggio del fuso mitotico nella fase M sono controllati da specifici complessi CDKciclina che si assemblano nei momenti appropriati del ciclo cellulare

31 Distribuzione e assemblaggio dei complessi CDK-ciclina nel ciclo cellulare. Complessi proteolitici specializzati si legano a cicline specifiche, che sono attive in momenti diversi del ciclo cellulare. La degradazione di queste cicline rimuove l attività dello specifico complesso CDK-ciclina, promuovendo la transazione della cellula alla fase successiva del ciclo. Il complesso proteolitico è formato da diverse proteine necessarie per il riconoscimento specifico delle proteine bersaglio.. Un meccanismo che controlla l azione dei complessi proteoliti è la fosforilazione proteica. Il complesso SCF che ha per bersaglio la ciclina G1 non riconosce questa ciclina fino a quando essa non sia stata fosfolrilata da una chinasi. I complessi proteolitici possono avere come bersagli più tipi di proteine. Ad esempio, il complesso ACP degrada anche proteine che sono essenziali in una fase precoce della mitosi, consentendo alle fasi successive di realizzarsi.

32 La via WEE/CDC25 nel lievito. La fosforilazione della chinasi ciclina-dipendente (CDK) che promuove il passaggio della fase G2 alla fase M del ciclo cellulare del lievito inibisce l attività di questa CDK, impedendo la transizione di fase. La defosforilazione, che porta alla riattivazione della CDK, permette la transizione e quindi consente al ciclo di proseguire. La fosforilazione e la defosforilazione sono catalizzate, rispettivamente dalla chinasi WEE e dalla fosfatasi CDC25.

33 Regolazione della CDK che promuove la transizione da G2 a M. Questa chinasi ciclina-dipendente (CDK) può essere inibita dal legame con una proteina inibitrice, oltre che dalla fosforilazione della subunità catalitica. L inibizione ooperata da SIC!, un inibitore di CDK, è annullata dalla fosforilazione di SIC1 da parte di una chinasi. La fosforilazione consente a SIC1 di essere riconosciuto e degradato dal complesso proteolitico SCF, in un modo analogo alla degradazione della ciclina G1.

34 Via metabolica della proteina del retinoblastoma. La proteina del retinoblastoma (Rb) è parte del meccanismo che controlla la transizione da G1 a S. La replicazione del DNA nella fase S è attivata dal fattore di trascrizione E2F. Prima della fase S, nella fase G1. l azione di E2F è inibita dal suo legame con Rb. Il ruolo della CDK attiva durante la transizione da G1 a S è quello di fosforilare Rb, ciò infatti causa il rilascio di Rb da E2F e permette a E2F di attivare la sintesi del DNA. Anche la stessa CDK è soggetta a diversi livelli di regolazione. Come mostra la figura, la sua attività dipende dalla fosforilazione della subunità catalitica ( mediante la chinasi CAK), ed è inibita dal legame con un inibitore della CDK.

35 Checkpoint nel ciclo cellulare. Il completamento della replicazione del DNA è necessario perché arrivino a completamento negli stadi finali del ciclo cellulare. Nel lievito, se la chinasi «checkpoint 1» (CDK1) individua che la replicazione del DNA non è completa, essa previene la transizione alla fase M agendo sulle proteine che determinano l attività della CDK necessaria per questa transizione. CHK1 attiva la chinasi WEE e inibisce la fosfatasi CDC25, cosi la subunità catalitica di CDK rimane nella sua forma fosforilata, inattiva.

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37 MEIOSI

38 MEIOSI

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46 DIFFERENZE MITOSI -MEIOSI mitosi meiosi

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53 Per effetto del crossing-over, le 4 cellule risultanti dalla meiosi avranno 4 cromatidi diversi

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56 FINE

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