Principi di Citologia e Istologia. Prof. Pucci, Il compartimento nucleare
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1 Principi di Citologia e Istologia. Prof. Pucci, 2003 Il compartimento nucleare
2 Il Compartimento Nucleare Il compartimento nucleare è caratteristica propria degli eucarioti. Il compartimento consiste delle seguenti parti: L involucro I pori nucleari Il nucleoplasma La cromatina Il nucleolo Micrografie elettroniche tratte da: Sobotta/Hammersen, Istologia
3 Me Me L involucro è formato da: Una membrana interna (Mi) Una membrana esterna (Me) in continuità con reticolo Una cisterna perinucleare di circa 20-40nm L apparato del poro di circa 150 nm
4 Micrografia elettronica di una sezione di nucleo di fibroblasta. Ingr x (da Sobotta/Hammersen, Istologia) Figura tratta da Albertset al., Molecular Biology ofthe Cell, Garland Pub., N.Y.1994, Fig I pori I pori nucleari sono formati nel sito dove Me e Mi si congiungono, lasciando uno spazio che in sezione al ME appare occupato da materiale filamentoso. I pori costituiscono canali regolati di comunicazione tra il nucleoplasma e il citoplasma. Esperimenti con traccianti radioattivi o con particelle di oro colloidale hanno dimostrato che il poro può permettere il passaggio di molecole fino a 20nm di diametro. In generale il passaggio di molecole dal nucleo al citoplasma e viceversa risulta il seguente: Piccole molecole 5 kda sono liberamente diffusibili Molecole di 17 kda richiedono 2 min per stabilire l equilibrio molecole di kda richiedono 30 min per stabilire l equilibrio molecole di 60 kda non possono diffondere Pertanto grandi macromolecole e complessi, come i ribosomi, non posono
5 Complesso del poro (vedi Figure 12-10, Albertsetal, Molecular Biology of the Cell, Garland Pub.,1994) subunità ME contrasto negativo Da Bloom and Fawcett,A Textbook of Histology, Chapter 1, Figure 1-10,Chapman and Hall, Publishers,1994.
6 Ricostruzione computerizzata di un ipotetico modello di poro Filamenti citoplasmatici Me Subunità globulari dell anello esterno Filamenti radiali esterni trasporter Mi Subunità globulari dell anello interno Filamenti radial interni canestro Da Tobin e Morel
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8 La Lamina Nucleare Micrografia elettronica che illustra l organizzazione della lamina nucleare da Ueli e Aebi,Nature,323,561, 1986
9 Il nucleoplasma Lamina B Lamina A Spazio perinucleare lamina La membrana interna dell involucro giace adossata ad una sottile rete di filamenti che circoscrivono il nucleo, ad eccezione della regione dei pori. Questa struttura, definita lamina nucleare ha le seguenti caratteristiche: Consiste di " filamenti intermedi ", di nm di diametro. Questi filamenti sono polimeri di alfa-cheratine super-coiled, definite lamine-a. di circa kd La rete di filamenti è ancorata alla membrana interna dell involucro tramite recettori definiti Lamine-B che sono proteine integrali della membrana nucleare interna. Le lamine vanno incontro a fosforilazione e defosforilazione: la fosforilazione induce la frammentazione in vescicole dell involucro nucleare durante la mitosi e la defosforilazione la sua ricostituzione.
10 Cromatina e Cromosomi
11 Micrografia elettronica di cromatina sottoposta a idrolisi controllata con endonucleasi Spacer o linker 66 bp, 2nm Core nucleosomale 146 bp, 10 nm Woodcock e Olins 1974
12 Elettroforesi di proteine nucleari A.Proteine totali B. Istoni purificati kda ,8 11,3
13 struttura del nucleosoma Istone H1 8 istoni suddivisi in due tetrameri simmetrici: H2A/H2B/H3/H4 tenuti insieme da legami idrofobici e associati al DNA tramine l estremità basica Superavvolgimento della fibra nucleosomale
14 Modello di cromosoma metafasico telomeri cromatidi Modello a spire Modello ad anse radiali costrizione secondaria cinetocore o centromero anse radiali costrizione secondaria Compattamento del DNA di circa volte
15 Micrografia elettronica di cromosoma metafasico deproteinato che supporta il modello cromosomico ad anse radiali. Laemli, 1977
16 Istoautoradiografia di cellule incubate con uridina H3 Micrografia elettronica di nucleolo
Il nucleo compartimento nucleare involucro nucleare la cromatina (DNA + proteine), uno
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CROMATINA E CROMOSOMI UNA SCALA DI GRANDEZZE (E. coli) RNA + proteine Histon-like + DNA 4,64 Mb UNA SCALA DI GRANDEZZE (H. sapiens) TTCAGGAAATGACCCCTTTGCCCCGTCTGAAGGTAGTGCAGAGGCTGCACCTGAGCTGGACCTCTTTGCAATGAAGCCACCT