Nucleo. Compartimento limitato da membrana che contiene il materiale genetico L organello più grande Solo negli EUCARIOTI

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1 Nucleo Compartimento limitato da membrana che contiene il materiale genetico L organello più grande Solo negli EUCARIOTI

2 Cellula Interfasica Cromatina Nucleolo Involucro nucleare Pori Matrice Nucleare /Nucleoplasma

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4 Cromatina Associazione di DNA e proteine Responsabile della colorazione basofila [basofilia: colorazione di molecole biologiche acide (presenza di gruppi acidi) con coloranti basici] Proteine istoniche e non-istoniche Eterocromatina Cromatina Inattiva Eucromatina Cromatina Attiva

5 Cromatina Inattiva Eterocromatina Condensata, elettrondensa Facilmente osservabile in cellule che non sintetizzano attivamente proteine o che producono un numero ristretto di proteine Linfociti, spermatozoi, plasma cellule

6 Eterocromatina

7 neuroni dei gangli spinali Eucromatina Cromatina rilassata DNA viene trascritto Colorazione chiara in EM e MO Osservabile in cellule con attiva sintesi proteica Neuroni, Fegato

8 Nucleosomi Otto molecole istoniche formano un ottamero 2 molecole di H2A 2 molecole di H2B 2 molecole di H3 2 molecole di H4 146 bp di DNA arrotolate intorno all'ottamero

9 Nucleosomi

10 Istone H1 Stabilizza il nucleosoma e il legame tra gli nucleosomi

11 Nucleosomi

12 Fibre di cromatina

13 Video Organizzazione del DNA in cromatina

14 Coinvolgimento di proteine non istoniche a formare uno «scaffold» che organizza le fibre di cromatina L eucromatina dei nuclei in interfase è nella forma di fibre da 30 nm, organizzati in anse contenenti circa 50 a 100 kb di DNA. Circa il 10% della eucromatina, contenente i geni attivamente trascritti, è in uno stato più decondensato (la conformazione a 10-nm) che consente la trascrizione.

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16 Cromosomi Letteralmente, corpi colorati La cromatina si condensa in strutture discrete durante la mitosi

17 Cromosomi Centromero Restringimento +/- centrale DNA satellite, sequenze altamente ripetuto Cinetocore proteico

18 Territori Cromosomici in Interfase DNA dei diversi cromosomi è rilevato tramite ibridazione in situ

19 Corpi di Barr Cromosoma X inattivato nelle femmine Nella maggior parte dei nuclei, sembra una macchia a lato del nucleo Neutrofili, bacchetta di tamburo che penzola da uno dei lobi

20 Altri componenti del nucleo Il nucleo oltre al DNA, che costituisce solo il 20% del materiale nucleare, contiene una grande quantità di proteine, chiamate nucleoproteine, ed RNA. Molte nucleoproteine sono strettamente associate al DNA. Le proteine che legano il DNA sono di due tipi: 1) istoni 2) proteine non-istoniche

21 Le proteine non-istoniche associate al DNA sono un gruppo eterogeneo di proteine che comprendono: - Enzimi responsabili della sintesi del DNA e della sua riparazione - Enzimi responsabili della sintesi dell RNA. - Proteine coinvolte nella regolazione dell attività dei geni. - Proteine che organizzano la cromatina

22 Tutte le nucleoproteine sono sintetizzate nel citoplasma e quindi trasportate nel nucleo. L RNA nucleare è costituito da - RNA messaggero - RNA di trasferimento - RNA ribosomico non ancora trasferiti nel citoplasma

23 Espressione genica nucleo citoplasma Nucleo permette di mantenere separate trascrizione e traduzione. Questo consente di riarrangiare l RNA (Splicing) prima che venga tradotto, aumentando il numero di isoforme prodotte da un gene

24 Trascrizione del DNA in RNA - Effettuata da enzimi denominati RNA polimerasi - La cromatina deve essere parzialmente decondensata per permette l accesso di questi enzimi al DNA - La trascrizione è regolata da fattori positivi e negativi che legano sequenze regolative dei geni (promotori ed enhancer) - L RNA trascritto viene processato (modificazioni, splicing ) prima di essere esportato dal nucleo

25 Trascrizione PolI: RNA ribosomiali, PolII: RNA messaggeri, PolIII:RNA transfer e 5S

26 La cromatina deve essere parzialmente decondensata per permette l accesso di questi enzimi al DNA Regolata da cambi nella Metilazione, Fosforilazione ed Acetilazione degli Istoni

27 La trascrizione è regolata da fattori positivi e negativi che legano sequenze regolative dei geni (promotori ed enhancer)

28 L RNA trascritto viene processato (modificazioni, splicing ) prima di essere esportato dal nucleo Cappuccio al 5 Poliadenilazione al 3

29 RNA splicing

30 Processamento RNA ribosomiali

31 Nucleolo Sintesi degli rrna Assemblaggio dei ribosomi Molto esteso nelle cellule con attiva sintesi proteica Es.: Cellule secretorie

32 Nucleolo - Masserella granulare e fibrillare dai contorni irregolari non rivestita da citomembrane - Costituito da parte fibrillare (DNA ed RNA: trascrizione) e parte granulare (RNA e proteine: assemblaggio)

33 Nucleoplasma o Spazio Intercromatinico Materiale interno all involucro nucleare tranne cromatina e nucleolo Proteine, RNA e metaboliti Fibre costituiscono una sorta di citoscheletro nucleare

34 Involucro Nucleare Doppia membrana con spazio intermembrana Continuo con il RER Dopo la mitosi, si riforma da elementi del RER Lamina Fibrosa All interno della membrana nucleare Composta da Lamine Filamenti Intermedi classe V Connessa alle fibre della matrice nucleare

35 Lamina Nucleare e Matrice Nucleare

36 Esterno Pori Nucleari Interno

37 Aperture di nm Bidirezionali Pori Nucleari Trasporto nucleo-citoplasma Molecole superiori ai 40 KDa richiedono meccanismi ATP dipendenti

38 Pori Nucleari Struttura molto complessa costituita da 50 proteine diverse Nucleoporine

39 Pori Nucleari

40 Movimento di proteine dal citosol al nucleo

41 Movimento di RNA e proteine dal nucleo al citosol

42 L attività di importine ed esportine è regolata dalla G protein Ran. Il legame a RanGTP permette il rilascio dal cargo dalle Importine, mentre le Esportine necessitano di RanGTP per legare il cargo da esportare.

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44 Eritrociti Cellule senza Nucleo Globuli Rossi Nucleo espulso durante l eritropoiesi Non si dividono Pochi altri organelli Diametro di 8-10 µm

45 Piastrine Formate mediante trombopoiesi Residui della rottura dei Megacariociti Dimensione µm Mitocondri, microtubuli, glicogeno, golgi, lisosomi, granuli specifici per la loro funzione Non si possono dividere

46 Cellule Multinucleate Muscolo Scheletrico/Cardiaco Mioblasti > Miotubi > Fibra Muscolare Sincizi di centinaia di cellule Centinaia di nuclei nella cellula matura (fibra) Cellule satellite rimangono vicino alle cellule mature Possono fondersi nel caso in cui serva riparazione Non possono dividersi Nuclei localizzati perifericamente Muscolo cardiaco solo 1 o 2 nuclei

47 Osteoclasti Tessuto Osseo in riassorbimento Cellule attive con molti lisosomi Citoplasma acidofilo Originano dalla fusione di Monociti e Macrofagi Monociti sono precursori dei Macrofagi Macrofagi fagociti professionali e cellule presentati gli antigeni 5-50 nuclei

48 Epatociti Cellule Multinucleate derivanti da divisione incompleta (poliploidia) Binucleati A volte 1 nucleo, multi nucleoli Si dividono per Mitosi Cromatidi non si dividono all Anafase Epiteli di transizione

49 Nuclei Multi-lobati derivanti da divisione incompleta (poliploidia) Megacariociti Fino a 64x il numero di cromosomi Precursori delle Piastrine Diametro µm

50 Nuclei Multi-lobati cellule che non si dividono Leucociti Polimorfonucleati (PMNs) Globuli bianchi granulari Neutrofili, Eosinofili e Basofili Derivano da una cellula staminale con nucleo più grande Granulopoiesi Forma matura non richiede nucleo così grande Si condensa e forma lobi» 5 lobi in neutrofili» 2 lobi in eosinofili e basofili

51 Neutrofili Eosinofili Basofili

52 Linfociti Nuclei caratteristici Globuli bianchi più piccoli Nucleo rotondo e denso Citoplasma scarso Precursori delle plasmacellule Monociti Nucleo a ferro di cavallo o fagiolo Precursori dei macrofagi

53 Neuroni Nucleo pallido, nucleolo prominente Sistema Nervoso Centrale Elevata sintesi proteica Adipociti (bianchi) Nucleo e citoplasma schiacciati alla periferia

54 Nucleoli Prominenti Cellule in attiva produzione di proteine, specialmente secretorie Fibroblasti Producono collagene, elastina, sostanza fondamentale del connettivo Osteoblasti Producono Osteoide Componente organica dell osso

55 Neuroni Neurotrasmettitori Cellule Acinari del Pancreas Esocrino Secrezione enzimi digestivi