DAPIanti-BrdU BMC 2015 Ciclo Cellulare

S M Sintesi del DNA mitosi G1G1 G2G2 Stimolo mitogenico S M G1G1 G2G2 Stimolo mitogenico G1G1 Stimolo mitogenico

Fluorescence-Assisted Cell Sorter L’analisi del contenuto di DNA cellulare ci fa apprezzare le diverse fasi del ciclo cellulare

G1G1 Stimolo mitogenico

G1G1 Stimolo mitogenico GAP

Raf MEK ERK espressione di geni che iniziano il ciclo cellulare G1G1 Stimolo mitogenico

G1G1 Stimolo mitogenico

G1G1 Stimolo mitogenico

G1G1 Stimolo mitogenico S Cdk1Ciclina BM Cdk2Ciclina AS Cdk2Ciclina EG1-S Cdk4, Cdk6Ciclina DG1 Fase Ciclina Cdk

BrdU+ BrdU- Injected Non- injected DAPI L’ATTIVITÀ DI CICLINA D È RICHIESTA PER IL PASSAGGIO IN FASE S

ATTIVAZIONE DEI COMPLESSI CICLINA- CDK

G1G1 Stimolo mitogenico D 4 Come si sintetizza la ciclina D?

G1G1 Stimolo mitogenico S S

G1G1 Stimolo mitogenico S Check point

Xeroderma pigmentosum (gr.A e gr.C) Sensori del Danno al DNA e Malattie Genetiche Sensori diretti RPA-XPA-XPC (Global Genome Repair via Escissione di nucleotidi-NER) RNA polimerasi II/TFIIH (Transcription-Coupled Repair via Escissione di nucleotidi-NER) DNA glicosilasi (Escissione di basi-BER) ATM-ATR-Ku70/80 Rotture a doppio filamento del DNA (Riparo per ricombinazione) Ataxia-telangectasia Sensori indiretti

p53

Sindrome di Li-Fraumeni (LFS) I pazienti affetti da LFS recano mutazioni del gene p53.

: effetto dominante-negativo

Assemblaggio del complesso pre-replicativo in eucarioti (fase G1)

Attivazione (e spegnimento) di pre-RC in fase S

S M Sintesi del DNA mitosi G1G1 G2G2 Stimolo mitogenico B

S M Sintesi del DNA mitosi G1G1 G2G2 Stimolo mitogenico B Se tutti i cromosomi non sono stati replicati la mitosi non può iniziare Una proteina chinasi inibisce Cdc25

USCITA DALLA MITOSI

S M Sintesi del DNA mitosi G1G1 G2G2 Stimolo mitogenico Come si esce dalla mitosi

L’esempio “estremo” del nematode Caenorhabditis elegans

2012 Gurdon, Yamanaka MedicinaRiprogrammazione Cellule Staminali 2012 Lefkowitz, Kobilka ChimicaRecettori accoppiati a proteine G 2011Beutler, Hoffman, SteinmanMedicinaImmunità innata, cellule dendritiche 2009Blackburn, Greider, SzostakMedicinaTelomeri e telomerasi 2009Ramakrishnan, Steitz, YonathChimicaStruttura e Funzioni dei Ribosomi 2008Shimomura, Chalfie and TsienChimicaGreen Fluorescent Protein, GFP 2007Capecchi, Evans, SmithiesMedicinaMutazioni geniche “artificiali” nel topo 2006Fire, Mello Medicina Interferenza mediata da RNA in C. elegans 2006Kornberg Chimica RNA polimerasi II 2004Axel, Buck Medicina Recettori olfattivi 2004Ciechanover, Hershko, Rose Chimica Ubiquitina e degradazione proteine 2003Agre, MacKinnon Chimica Canali di membrana 2002Brenner, Sulston, Horvitz Medicina C. elegans, apoptosi 2001Hartwell, Hunt, Nurse Medicina Ciclo cellulare 2000Carlsson, Greengard, Kandel Medicina Trasduzione di segnali nel Sistema Nervoso

Introduzione di Caenorhabditis elegans come sistema modello, anni '60 -Trasparente, ciclo vitale breve -Generazione di modelli genetici -Primo genoma completamente sequenziato tra gli organismi pluricellulari -Molto più simile a noi di quanto possiamo immaginare Sydney Brenner, born 1927, La Jolla, CA, USA.

John Sulston, born 1942, Cambridge, England. “Albero genealogico” di ciascuna delle 959 cellule di Caenorhabditis elegans - Descrizione dettagliata dello sviluppo dei semplici organi di C. elegans -Individuazione di cellule che vanno incontro a morte cellulare programmata o “apoptosi”

Caratterizzazione molecolare dell’apoptosi -Processo a più tappe, che parte dal mitocondrio e comporta la degradazione di componenti strutturali (proteine) ed informazionali (DNA, RNA) della cellula -L’apoptosi è un processo fisiologico presente negli organismi pluricellulari Robert Horvitz, born 1947, Cambridge, MA, USA.

L’Apoptosi è un processo fisiologico ed è presente anche negli animali superiori, uomo compreso Sviluppo di organi cavi (es., intestino) Sviluppo delle dita Sviluppo del sistema nervoso

Figure 18-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏ L’apoptosi

wild-type Sopravvivenza cellulare Morte Cellulare Programmata (APOPTOSI) La vita di una cellula prevede un fine bilanciamento di segnali anti- e pro-apoptotici

Prevalenza di meccanismi anti- apoptotici : Iperproliferazione, malattie autoimmuni, cancro Prevalenza di meccanismi pro-apoptotici: Perdita di cellule, malattie (neuro-)degenerative Alterazioni nei meccanismi di sopravvivenza e morte cellulare sono alla base di numerose malattie umane

The Hallmarks of Cancer Cell (2011); 144,

Figure 18-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏ La Via Estrinseca dell’Apoptosi

Figure 18-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏ La Via Intrinseca dell’Apoptosi

Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏ Sopravvivenza Cellulare ed Apoptosi

Figure 18-9 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏ I Regolatori dell’Apoptosi: Proteine BCL

Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)‏

G1 arrest riparo Apoptosi Bad mRNA