Ciclo cellulare Cellule Hela (1951) Cellule tumorali prelevate a Henrietta Lacks nel 1951. Sono cellule immortali capaci di duplicarsi in maniera indefinita, tenute in cultura e studiate nei laboratori di tutto il mondo. Cellule Hela (1951)

Duplicazione nei procarioti La maggior parte dei procarioti posseggono un unica molecola di DNA circolare. Il cerchio del DNA non è completamente steso, ma ripiegato in anse per favorirne la compattazione. Se il DNA di E. coli fosse steso avrebbe una circonferenza di circa 1.5 mm, circa 100 volte la circonferenza del batterio. La compattazione del DNA è favorita da proteine basiche che legano lo scheletro zucchero-fosfato acido. Il DNA si duplica a partire da un punto di origine detto ori, producendo due cromosomi distinti che segregano grazie al movimento di particolari proteine. Questo movimento richiede ATP. In una fase successiva si ha la divisione della cellula, detta citodieresi e la formazione di due cellule figlie, ciascuna dotata di un cromosoma identico (a meno di errori) alla cellula madre. Una cellula di coli può compiere questo processo ogni 20 minuti

Il DNA degli eucarioti è organizzato in diversi cromosomi lineari Il DNA degli eucarioti è organizzato in diversi cromosomi lineari. Nei cromosomi il DNA viene fortemente compattato da proteine dette “istoni”, H1-H5, attorno alle quali il DNA si avvolge a spirale, dando origine a unità chiamate nucleosomi. Un nucleosoma contiene: 8 istoni - core 146 bp di DNA Un istone (H1) esterno al core.

Cariotipo umano e differenze nel corredo cromosomico di diversi organismi

Riproduzione sessuale: meiosi (divisione I)

Riproduzione sessuale: meiosi (divisione II)

MEIOSI I

MEIOSI I

MEIOSI II

MEIOSI II

Confronto mitosi-meiosi

Errori della meiosi: aneuploidie e poliploidie

Chinasi Ciclina-dipendente Cicline: controllo della progressione del ciclo cellulare Complesso Ciclina Chinasi Ciclina-dipendente

Cdk: chinasi ciclina dipendenti In alcune cellule tumorali vi sono alterazioni delle cicline, delle Cdk e dei sopressori tumorali. La metà dei tumori presenta alterazioni della p21 Cdk: chinasi ciclina dipendenti

Azione delle proteina-chinasi Proteina + ATP  Proteina-P + ADP La fosforilazione può modificare la forma e quindi la funzione di una proteina

La concentrazione dei livelli cellulari delle cicline varia in modo ciclico durante il ciclo cellulare. Quando la concentrazione raggiunge una certa soglia viene passato un particolare “check-point” e si ha la progressione ad una diversa fase del ciclo. La concentrazione di cicline viene in seguito rapidamente diminuita attraverso degradazione proteolitica mediata da ubiquitina.

Segnali esterni che influenzano la proliferazione cellulare: Growth Factors Molte cellule sono incapaci di proliferare se non è presente un segnale esterno chiamato fattore di crescita. L’eritropoietina è il fattore di crescita che stimola la proliferazione degli eritrociti. Le cellule tumorali possono sintetizzare propri fattori di crescita o essere indipendenti da fattori di crescita.

Come muoiono le cellule? Morte cellulare accidentale: Necrosi—cellula danneggiata o privata di ossigeno e nutrienti. Lisi della cellula. Contenuto cellulare rilasciato nel mezzo. infiammazione

Come muoiono le cellule? Morte cellulare programmata Apoptosi—programma genetico per la morte cellulare. Due motivi possibili: La Cellula non è più richiesta. Evitare l’invecchiamento cellulare. Accumulo di danni al DNA che può dare origine a tumori. Es. Cellule del sangue o dell’epitelio sono continuamente rinnovate..

Morte programmata: apoptosi Cellula normale Cellula apoptotica Morte programmata: apoptosi La morte programmata avviene a seguito di segnali endogeni o esogeni. La membrana si frammenta in vescicole (no lisi) La cromatina si frammenta in porzioni della lunghezza dei cromosomi Richiede energia (ATP) Non produce infiammazione