LA MITOSI E UNA FASE DEL CICLO CELLULARE 23/07/19. L accesso è gratuito siete tutti invitati. Argomenti di oggi
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- Orlando Di Pietro
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1 Argomenti di oggi La cellula come base della vita. Le strutture cellulari e loro specifiche funzioni. Ciclo cellulare e riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Riproduzione ed Ereditarietà. L accesso è gratuito siete tutti invitati Rispetto alla capacita di dividersi le cellule possono classificarsi come: Cicli vitali. Riproduzione sessuata ed asessuata. Il ciclo cellulare si suddivide in 4 fasi PERENNI: neuroni, cellule muscolari LABILI: cellule staminali STABILI: cellule epatiche 24 ore Le cellule si dividono ciclicamente La divisione cellulare rappresenta una parte del ciclo di una cellula La mitosi e le sue fasi si svolgono in tempi relativamente brevi CITOCHINESI LA MITOSI E UNA FASE DEL CICLO CELLULARE tempo (minuti) 1
2 La mitosi comporta molti cambiamenti morfologici La mitosi consiste di 5 fasi mitosi PROFASE interfase profase pro metafase metafase anafase telofase citochinesi PROMETAFASE METAFASE ANAFASE TELOFASE La CITOCHINESI è la divisione del citoplasma 2
3 Molti eventi della profase sono direttamente riconducibili all attivita di una chinasi: la M-Cdk (M-Cdk = chinasi dipendente da ciclina di fase M) Tra i substrati della M-Cdk vi sono: I cromosomi si condensano ad opera di condensine Smc=structural maintenance of chromosome Istone H1 Condensina Proteine della lamina nucleare Nucleolina Miosina Proteine associate ai microtubuli Catastrofine La fosforilazione delle proteine della lamina nucleare promuove il disassemblaggio dell involucro nucleare L organizzazione del fuso mitotico è l evento centrale della mitosi 19_18_envelope breaks.jpg I centrioli si duplicano ad ogni ciclo cellulare Il fuso mitotico e costituito da microtubuli centrosoma cinetocore M.astrali M.del cinetocore M.interpolari 3
4 Il cinetocore e costituito da differenti regioni CROMATIDI CROMATINA corona fibrosa microtubulo CINETOCORE polimerizzazione-depolimerizzazione-movimento della tubulina nel fuso mitotico Movimento della tubulina M.del cinetocore M.interpolare M.astrale centrosoma piastra esterna piastra interna Disassemblaggio Assemblaggio cromosoma cinetocore Come si separano i cromatidi fratelli? ANAFASE A ANAFASE B MOTORI PROTEICI SONO RESPONSABILI DEL MOVIMENTO DEI CROMOSOMI Le cellule utilizzano 3 tipi principali di motori MIOSINE CHINESINE DINEINE Ø Scivolamento di filamenti del citoscheletro: ü contrazione muscolare ü funzionamento del fuso mitotico ü movimento di ciglia e flagelli Ø Trasporto di organelli: ü mitocondri ü cisterne del Golgi o del RER ü granuli secretori I motori proteici hanno somiglianze e differenze TUTTI Ø Hanno movimento unidirezionale Ø Interagiscono con componenti del citoscheletro Ø Idrolizzano ATP Ø Presentano un dominio motore (testa) Ø Legano il cargo alla coda DIFFERISCONO PER Ø Direzione di movimento Ø Tipo di dominio motore Ø Tipo di cargo trasportato Ø Tipo di componenti del citoscheletro con cui interagiscono MIOSINE > microfilamenti CHINESINE > microtubuli DINEINE > microtubuli 4
5 COME LA CHINESINA SI MUOVE SUI MICROTUBULI? Microtubuli fluorescenti mossi dalla kinesina Principali motori proteici del fuso I microtubuli del fuso mitotico servono alla separazione (segregazione) dei cromosomi Microtubuli del fuso mitotico Filamenti di actina dell anello contrattile Un anello contrattile di actina serve a suddividere il citoplasma: citochinesi Il citoscheletro di una cellula è costituito da una varietà di strutture filamentose BREVE INSERTO: IL CITOSCHELETRO 5
6 3 principali tipi di filamenti del citoscheletro sono comuni nelle cellule eucariotiche MICROFILAMENTI MICROTUBULI Ciascun tipo di filamento ha proprietà e funzioni specifiche MICROFILAMENTI (actina) FORMA E MOVIMENTO DELLE CELLULE FILAMENTI INTERMEDI MICROTUBULI (tubulina) MITOSI E TRAFFICO DI VESCICOLE FILAMENTI INTERMEDI IMPALCATURA E ORGANIZZAZIONE DI TESSUTI I 3 tipi di filamenti hanno proprietà fisiche diverse Il citoscheletro forma strutture stabili Figure 16-5 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Il citoscheletro è estremamente dinamico LA MEIOSI Figure 16-2 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 6
7 organismi diploidi organismi aploidi DIPLOIDI meiosi accoppiamento cellule aploidi si fondono cellule diploidi si dividono per meiosi ovocellula spermatozoo fecondazione zigote diploide zigote diploide meiosi cellule aploidi mitosi mitosi APLOIDI organismi diploidi organismi aploidi 7
8 Le cellule uovo hanno grandi dimensioni Gli spermatozoi sono snelli ed agili uovo umano cellula somatica testa acrosoma nucleo uovo umano mitocomdri nucleo coda membrana plasmatica citoplasma uovo di pollo flagello uovo di rana uovo di rana 10µm 50mm 1mm I gameti si formano tramite la meiosi La meiosi è una modalitò di divisione cellulare che si attua in due fasi La meiosi ha due funzioni: 1. Formare cellule aploidi 2. Determinare ricombinazione I divisione X X II divisione X X X MEIOSI È una modalità di divisione cellulare che si attua in due fasi si realizza solo per generare i GAMETI La ovogenesi nelle femmine GONADI CELLULA GERMINALE MITOSI OVOGONIO ovogoni diploidi si dividono per mitosi nell ovaio 8
9 OOCITA PRIMARIO CELLULE UOVO I DIVISIONE MEIOTICA La prima divisione della meiosi si arresta in Profase e l oocita primario cresce Sviluppo dell oocita primario Granuli corticali Maturazione. Completamento della meiosi tessuto connettivo lamina basale citoplasma I corpo polare OOCITA SECONDARIO zona pellucida II DIV. II corpo polare II Divisone Meiotica UOVO MATURO cellule follicolari La spermatogenesi nei maschi MITOSI GONADI CELLULA GERMINALE SPERMATOGONIO Spermatogoni diploidi vanno in mitosi nei testicoli II DIV. MEIOTICA I DIVISIONE MEIOTICA spermatocita primario I DIVISIONE MEIOTICA spermatociti secondari II DIVISIONE MEIOTICA spermatidi DIFFERENZIAMENTO spermatozoi maturi 1 paio di cromosomi omologhi materno paterno L assortimento indipendente crossing-over in profase 1 Il crossing-over divisioni meiotiche possibili gameti 9
10 cromosoma paterno replicato cromosoma materno replicato Il complesso sinaptinemale Bivalenti e chiasma paterno centromero materno cromatidi fratelli bivalente chiasma Mitosi e Meiosi a confronto 1 fusione dello spermatozoo alla zona pellucida 2 reazione acrosomale vescicola acrosomale membrana plasmatica zona pellucida NUCLEO 3 penetrazione 5 ingresso del nucleo nel citoplasma 4 fusione delle membrane plasmatiche Figure 21-2 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 10
11 Dallo zigote deriva l embrione Dallo zigote deriva l embrione Zigote Zygote 2n Mitosi 11
12 Mitosi Dallo zigote deriva l embrione Mitosi Dallo zigote deriva l embrione Mitosi Dallo zigote deriva l embrione Morula Dallo zigote deriva l embrione MORULA BLASTULA GASTRULA NEURULA ORGANOGENESI 12
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Riferimento bibliografico :
Riferimento bibliografico : A Helix for the Final Cut Camilla Raiborg and Harald Stenmark Science 25 March 2011: 1533-1534. La Meiosi Un processo di divisione cellulare indispensabile per la riproduzione
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