Ciclo Cellulare Mitosi Differenziamento

Presentazione sul tema: "Ciclo Cellulare Mitosi Differenziamento"— Transcript della presentazione:

1 Ciclo Cellulare Mitosi Differenziamento

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3 Cellule Differenziate
Ciclo Cellulare Ciclo cellulare Eucariotico diviso in 4 fasi successive La Cellula o si sta dividendo oppure è in Interfase 12 ore o più lungo Il controllo della progrressione viene esercitato da Cicline e Chinasi Ciclina-dipendenti (cdk) Cellule Differenziate Cellule in Divisione

4 Fase G1 Gap Phase La fase più lunga del ciclo
Tra Mitosi e 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 Duplicazione organelli verso la fine della fase Preparazione per la duplicazione del DNA

5 Fase S S = Sintesi Durante la fase S avviene la Replicazione del DNA
Processo asimmetrico sulle due eliche porta alla duplicazione del patrimonio genetico Tutte le proteine che servono vengono sintetizzate durante la fase G1

6 Fase G2 Secondo Gap Si trova tra fase S e Mitosi Relativamente corta
Le cellule si predispongono per la divisione mitotica Produzione proteine specifiche Controllo del DNA replicato al fine di correggere eventuali errori

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8 Fase M M = Mitosi Mantenuto lo stesso contenuto di DNA
Processo continuo che porta alla formazione di 2 cellule figlie da una cellula madre Mantenuto lo stesso contenuto di DNA Figure Mitotiche Differenti stati di condensazione della cromatina Possono essere d’aiuto per il riconoscimento istologico Figure mitotiche anormali possono essere indice di patologia

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10 Fasi della Mitosi La mitosi si divide in 4 fasi
Profase Metafase Anafase Telofase Le cellule altamente differenziate possono evitare la fase M ed entrare in Fase G0 La fase G0 rappresenta l’assenza completa dei processi preparatori alla Fase M

11 Profase Durante l’interfase il materiale genetico si trova in forma di cromatina nucleare Durante la Profase i cromosomi si condensano assumendo la loro forma tipica e diventano visibili al MO Ogni cromosoma è diviso in due subunità dette Cromatidi Scompare l’involucro nucleare

12 Condensazione dei Cromosomi

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14 Profase Inizia a formarsi il Fuso Mitotico Costituito da microtubuli
Microtubuli si inseriscono sul Centromero o Cinetocore Parte centrale dei cromosomi

15 Profase

16 Microtubuli e cromatidi

17 Metafase Negli eucarioti superiori il passaggio dalla profase alla metafase è segnato dalla scomparsa del nucleo I cromosomi vengono spostati verso la porzione mediana della cellula Alla fine della fase 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

18 Scomparsa dell’involucro nucleare

19 Metafase

20 Polimerizzazione e depolimerizzazione dei microtubuli muove lentamente i cromosomi all’equatore

21 Anafase Questa fase inizia quando i microtubuli iniziano a spostarsi verso i poli Movimento dei microtubuli trascina verso gli opposti sia i centrioli sia i cromatidi Alla fine della fase i cromatidi sono quindi localizzati ai poli opposti della cellula

22 Anafase

23 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

24 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 Anello contrattile di actina Il solco sarà perpendicolare al fuso mitotico (zona equatoriale)

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29 Meiosi Mitosi

30 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 sia di DNA che di cromosomi Ricombinazione dei geni Assicura la variabilità e la diversità genica

31 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

32 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

33 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

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36 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)

37 Fase G0 Cellule escono dal ciclo definitivamente
Cellule differenziate terminalmente Non necessitano di ulteriori divisioni (neuroni) Per un certo periodo di tempo Possono rientrarci quando serve (linfociti)

38 Differenziamento Tutte le cellule hanno funzioni di base
Respirazione, crescita, divisione, sintesi La maggior parte ha delle capacità particolari 200 differenti tipi cellulari nel corpo umano Le cellule terminalmente differenziate normalmente presentano caratteristiche peculiari che si riflettono nella loro morfologia

39 Rinnovamento Cellulare
Non-renewing o Permanenti o Statiche Permanentemente in G0 Potenzialmente rinnovabili o in Espansione o Stabili G0 lunga Continuo rinnovamento o labili G0 corta o assente Divisione ed Interconversione

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41 Cellule Permanenti Non hanno capacità proliferativa
Non si dividono mai Non possono essere rimpiazzate Ciclo vitale lungo Vivono in “aree protette”

42 Epitelio auditivo dell’orecchio Cellule dell’occhio
Cellule Nervose Fibre nervose possiedono un potenziale rigenerativo Muscolo Cardiaco Epitelio auditivo dell’orecchio Cellule dell’occhio

43 Cellule potenzialmente rinnovabili
Non ciclano costantemente Ritornano ad un ciclo attivo in risposta a mancanza critica di cellule Rinnovano semplicemente mediante divisione di cellule differenziate Origina due cellule figlie dello stesso tipo

44 Fibroblasti Epatociti Epiteli Ghiandolari Cellule Endoteliali

45 Cellule in rinnovamento continuo
Utilizzano Cellule Staminali (o progenitrici) Non differenziate Possono dividersi senza limitazioni fino a che l’organismo sopravvive Dopo la divisione, la cellula figlia può: Rimanere una Staminale Differenziare

46 Cellule Staminali sono più abbondanti dove il turnover cellulare è molto rapido
Interno della bocca, esofago, intestino Epidermide Tessuti dove si forma il sangue

47 Perché il corpo usa le staminali?
Differenziamento terminale incompatibile con la divisione cellulare Mancano i nuclei nelle cellule della pelle e negli eritrociti Miofibrille dei muscoli interferiscono con citodieresi Inoltre, troppi nuclei per coordinare la divisione

48 Staminali epiteliali Normalmente sono posizionate alla base
Spesso attaccate alla lamina basale Si dividono, differenziano e migrano Epitelio Intestinale Epitelio Olfattorio Epidermide Ghiandola Mammaria

49 Totipotenti o Pluripotenti
Cellule Unipotenti Sono cellule “determinate” Possono essere solo ciò per cui sono state programmate Uni = Scelta Singola Spermatozoi, epidermide, cellule Satelliti del muscolo Scheletrico Totipotenti o Pluripotenti Possono differenziare in più direzioni Cellule del sangue, Epitelio Intestinale

50 Fonti di Staminali per la Ricerca
Midollo ricco di Cellule Staminali Mesenchima Anche nel cordone ombelicale Ematopoiesi Cheratinociti epidermici Staminali neuronali da alcune zone del cervello adulto