Ciclo Cellulare Mitosi Meiosi
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- Virginia Giorgia Andreoli
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1 Ciclo Cellulare Mitosi Meiosi
2 Omeostasi tissutale: equilibrio dinamico tra la perdita di cellule per morte cellulare e la loro sostituzione tramite la generazione di nuove cellule a partire da precursori staminali Questo equilibrio varia a seconda dei tessuti ed è modificato se insorge un danno ai tessuti
3 CORREDO CROMOSOMICO E DIVISIONE CELLULARE NELL UOMO CROMOSOMI n:23 (22 somatici, 1 sessuale) CELLULE APLOIDI: 1n CELLULE DIPLOIDI: 2n Nelle cellule diploidi una serie di 23 cromosomi viene dal padre e l altra serie di 23 cromosomi dalla madre - La replicazione del DNA porta al raddoppiamento del quantità di DNA (4n) generando una copia per ogni cromosoma: cromatidi fratelli. - La successiva mitosi permette alle due cellule figlie di avere un contenuto di cromosomi 2n, come la cellula madre ereditando uno dei due cromatidi per ogni cromosoma
4 Ciclo Cellulare L insieme delle fasi che consentono ad una cellula di dividersi Distinzione morfologica: mitosi (fase di condensazione e divisione dei cromosomi) e interfase (il periodo tra una mitosi e la successiva) Il ciclo dura tra le 12 e le 24 ore, ma a volte la pausa tra due divisioni può essere molto lunga
5 Distinzione funzionale: il ciclo cellulare è suddiviso in 4 fasi successive Durata delle fasi del ciclo cellulare - G 1 : variabile - S: 6-8 ore - G 2 : 2-4 ore - M: 1 ora Uscita irreversibile Cellule in Divisione In caso di arresto della proliferazione le cellule si fermano in G1 Cellule Differenziate Uscita reversibile
6 1 Gap (Intervallo) Fase G 1 Tra Mitosi e la fase di replicazione del DNA (Fase S) La fase più lunga del ciclo Altamente variabile a seconda del tipo cellulare Periodo di crescita cellulare (la cellula riacquista le sue dimensioni normali) Sintesi di RNA e proteine Preparazione per la duplicazione del DNA
7 S = Sintesi Fase S Durante la fase S avviene la Replicazione del DNA Tutte le proteine che servono a tale scopo vengono sintetizzate durante la fase G1 Durante la fase S avviene anche la sintesi degli istoni e altre proteine della cromatina
8 Replicazione del DNA
9 Replicazione del DNA
10 Replicazione del DNA
11 Replicazione del DNA Telomerasi Replicazione dell estremità dei cromosomi
12 Fase G 2 2 Gap Si trova tra fase S e Mitosi Le cellule si predispongono per la divisione mitotica Produzione proteine specifiche (fuso mitotico, citodieresi) Controllo del DNA replicato al fine di correggere eventuali errori Duplicazione del centrosoma (tarda S- inizio G2)
13 Mitosi
14 Fase M (Mitosi) Processo continuo che porta alla formazione di 2 cellule figlie da una cellula madre Avvenendo dopo la replicazione del DNA (fase S) la mitosi permette la trasmissione dello stesso contenuto di DNA alle cellule figlie Figure Mitotiche permettono il riconoscimento istologico delle cellule in divisione Figure mitotiche anormali possono essere indice di patologia
15 Fasi della Mitosi La mitosi si divide in 4 fasi Profase Metafase Anafase Telofase
16 Prima della Mitosi
17 Profase
18 Profase Durante la Profase i cromosomi si condensano e diventano visibili al MO Ogni cromosoma presenta due subunità dette Cromatidi fratelli Si inizia a formare il fuso mitotico nel citoplasma Si ha la maturazione del cinetocore Inizia a dissolversi l involucro nucleare Il reticolo endoplasmatico e l apparato di Golgi si disassemblano
19 Condensazione dei cromosomi
20 Prometafase Il passaggio dalla profase alla prometafase è segnato dalla scomparsa del nucleo - I cromosomi interagiscono con il fuso mitotico e iniziano a spostarsi verso la porzione mediana della cellula
21 Scomparsa dell involucro nucleare
22 Formazione del fuso Profase: Inizia a formarsi il Fuso Mitotico che è costituito da microtubuli Prometafase: Microtubuli si inseriscono sul Centromero interagendo col proteine del Cinetocore
23 Microtubuli e cromatidi
24 Polimerizzazione e depolimerizzazione dei microtubuli muove lentamente i cromosomi all equatore
25 Metafase
26 Metafase Il fuso è completamene formato e i cromosomi sono disposti all equatore della cellula Ogni centromero è collegato a microtubuli diretti verso i poli opposti della cellula
27 Fuso mitotico
28 Metafase
29 Anafase
30 Anafase Questa fase inizia quando i microtubuli iniziano a spostarsi verso i poli Trascinano i cromatidi I cromatidi sono quindi diretti ai poli opposti della cellula
31
32 Ruolo delle proteine motrici in Anafase
33 Anafase
34 Telofase
35 Telofase Quando il movimento dei cromatidi si è completato inizia la telofase I cromatidi despiralizzano e i cromosomi diventano invisibili Si riforma l involucro nucleare A partire dal reticolo endoplasmatico rugoso Il fuso inizia a sparire al momento di transizione anafase/telofase
36 Citodieresi
37 Citodieresi La citodieresi rappresenta la separazione fisica delle due cellule figlie La membrana plasmatica si separa in due Il solco sulla membrana plasmatica si forma grazie a microfilamenti localizzati sotto la membrana stessa Il solco è perpendicolare al fuso mitotico (zona equatoriale)
38 Controllo del ciclo cellulare Come e quando la cellula decide di passare da una fase alla successiva
39 Fattore promotore della maturazione: Maturation promoting factor (MPF)
40 MPF: una chinasi e il suo regolatore (Ciclina)
41 Punto di controllo in G2
42 MPF: una chinasi e il suo regolatore (Ciclina) MPF fosforila: Lamine (rottura involucro nucleare) Condensine (condensazione cromosomi) MAP (formazione fuso mitotico) APC (regolatore del punto di controllo in M)
43 Vari punti di controllo durante il ciclo
44 Complesso promotore della anafase: Anaphase promoting factor (APC)
45 Degradazione delle proteine mediata dal sistema ubiquitina-proteasoma Ub: ubiquitina, Peptide di 76 aminoacidi che viene trasferito alla catena laterale di specifiche lisine della proteina da degradare da parte di enzimi denominati ubiquitina-ligasi
46 Il controllo del ciclo cellulare viene esercitato da numerose Cicline e Chinasi dipendenti dalle Ciclina (cdk)
47 Punto di controllo in G1
48 Meiosi Processo di divisione cellulare, tramite il quale si originano le cellule germinali Risultati di questo processo Riduzione del numero Diploide (2n) dei cromosomi ad Aploide (1n) Assicura che ognuno dei gameti porti una quantità aploide di cromosomi Ricombinazione dei geni Assicura la variabilità e la diversità genica
49 Meiosi Mitosi
50 Meiosi I Divisione Riduzionale Le coppie di cromosomi omologhi si allineano ed ogni membro della coppia si allontana verso il polo opposto della cellula che si divide Riduzione da Diploide (2n) ad Aploide (1n) Inizia alla fine dell Interfase del ciclo cellulare All inizio della Gametogenesi La quantità di DNA così come il numero di cromosomi è doppia 4 fasi Profase I - Anafase I Metafase I - Telofase I
51 Fase più lunga, anche giorni 90% della meiosi Cromosomi si spiralizzano, formando grossi filamenti nel nucleo Coppie di cromosomi omologhi si affiancano in registro, dando origine alle tetradi Cromosomi si condensano maggiormente, si ha Crossing-over in corrispondenza dei Chiasmi Cromosomi si spiralizzano ulteriormente e cominciano a separarsi Cromosomi massima condensazione, scompaiono nucleolo e membrana nucleare. Cromosomi liberi nel citoplasma
52 Profase Meiosi I
53 Complesso sinaptonemale
54 Meiosi II Divisione Equazionale Avviene senza precedente sintesi di DNA Molto simile a Mitosi Procede velocemente attraverso le 4 fasi Profase II - Anafase II Metafase II - Telofase II Risultato 4 cellule figlie Aploidi Ognuna con un singolo Cromatidio
55
56 Meiosi nell essere umano Organismi viventi che presentano una riproduzione sessuata, i gameti prima di giungere a maturazione completa, e quindi essere pronti per la fecondazione, subiscono le due divisioni meiotiche al fine di dimezzare il corredo diploide e renderlo aploide Spermatogenesi Processo di maturazione dello spermatozoo: Spermatogonio spermatocita I spermatocita II spermatidi spermatozoo Oogenesi Processo di maturazione dell oocita: oogonio oocita I oocita II corpuscolo polare oocita maturo + 3 corpuscoli polari (che degenereranno)
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