Ciclo Cellulare e Fase di Riproduzione: DNA e Divisione Cellulare, Appunti di Biologia

Scarica Ciclo Cellulare e Fase di Riproduzione: DNA e Divisione Cellulare e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! martedì 15 novembre 2022 Ciclo cellulare Ciclo vitale e riproduttivo di un organismo è intimamente legato al ciclo cellulare 1. LE FASI PER I PLURICELLULARI E UNICELLULARI PER QUALI ATTIVITÀ FISIOLOGICHE ORGANISMO: —>UNICELLULARI=Riproduzione —>PLURICELLULARI= Riproduzione Accrescimento e sviluppo Rinnovamento dei tessuti, RINNOVAMENTO TISSUTALE 2. CICLO CELLULARE CICLO CELLULARE: Periodo che separa una divisione cellulare dalla successiva, tempo variabile cellule embrionali 30 minuti, 1 giorno cellula organismo adulto, neuroni non la effettuano. Il ciclo cellulare comprende mitosi e interfase Cellule staminali totipotenti che se sollicetate producono, anche cellule nervoso quindi non assoluto. Sottogruppo cellule che possono produrli, segnali regolazione 1. REPLICAZIONE CROMOSOMI E CRESCITA CELLULARE: CELLULA MADRE X2 DNA, che si duplica nella divisione cellulare 2. PROCESSO SEGREGAZIONE DNA, CROMOSOMI 3. DIVISIONE CELLULARE: DUE CELLULE FIGLIE 2.1 Eventi necessari per divisione cellulare: Segnale riproduttivo (intra o extra cellulare), input segnale Replicazione del DNA affinchè le cellule figlie abbiano corredo genetico completo Segregazione perdistribuire in maniera ordinata DNA replicato nelle cellule figlie Sintesi enzimi, organelli e membrana Separazione in due cellule (Citodieresi) DIVISIONE CELLULARE PROCARIOTI Nei Procarioti tutti questi eventi= RIPRODUZIONE, SCISSIONE BINARIA Un solo cromosoma cellulare -segnale riproduttivo comune dato da fattore esterno come condizione ambientale e concentrazione di nmutrienti -ORI sito inzio replicazione La replicazione del DNA inizia nel sito ori; Ori: origine della replicazione Separazione delle due molecole DNA guidata da ori, dna passa attraverso complesso di replicazioje e mentre si duplica la cellula cresce 1 - Il DNA cromosomico si duplica i punti di attacco del DNA al plasmalemma si allontanano progressivamente con l’accrescimento cellulare, i due dna identitici sono collegati a due ori che si dividono verso la due estremita - La cellula inizia a dividersi - Scissione terminata, due nuove cellule - TER REGIONE TERMINAZIONE REPLICAZIONE - Le membrane plasmatiche si formano separando il citoplasma la citodieresi inzia con due invaginazioni causate da anello proteico. Nel mentre vengono poszionati nuovi materiali per formare parete cellulare Segnale riproduttivo (nutrienti) Divisione ogni 20 - 40 minuti se le condizioni ambientali sono ottimali EUCARIOTI Negli eucarioti la divisione cellulare è più complessa 1)Segnale riproduttivo collegato alla funzione della cellula all’interno dell’organismo, non è generalmente relativo all’ambiente in cui si trova organismo 2)Replicazione del DNA molto più complicato per il maggior numero cromosomi e solitamente limitata in una fase 3)Segregazione del dna negli eucarioti i cromosomi appena replicati sono associati tra loro (chiamati cromatidi fratelli) MITOSI permette di separarli, i cromosomi appna copiati vengono divisi equamente nelle cellule figlie 4) Citodieresi coinvolgimento di elementi citoscheletrici microfilamenti actina, divisione cellule figlie. Cellule figlie identiche a celula che le ha generate 1. Fattori di crescita fungono da segnali esterni che inducono la cellula e dividersi: Fattori di crescita si legano a recettori su cellule bersaglio, si legano a proteine con funzione recettoriale e attivando eventi, via di trasduzione -> che come risposta attiva produzione proteine attiva ciclo cellulare sintesi di cicline, attivazione Cdk. Si fornisce da esterno su culture cellulari. I complessi ciclina-CdK sono controlli interni* —>Due tipi di divisione cellulare Negli eucarioti la divisione può avvenire per mitosi o per meiosi (cellule della linea germinale) -Mitosi: cellule prodotte identiche alla cellula genitrice, nelle nostre cellule somatiche -Meiosi: cellule con diversità genetica, solo cellule germinali destinati alla riproduzione Nelle cellule geminali (gameti) la divisione (meiosi) comporta una riduzione del numero di cromosomi (2n -> n). 4 cellule figlie con diversità genetica 1. MITOSI 2 -FORMA DNA NELLE VARIE FASI Durante l’interfase i cromosomi sono filiformi Cromatina (DNA + proteine) è presente in diversi gradi di compattezza: eucromatina: poco compatta (despiralizzata) eterocromatina: compatta (spiralizzata) MITOSI Nella mitosi, un singolo nucleo origina due nuclei geneticamente identici tra loro e identico al nucleo originale. Quando. i cromosomi vengono replicati due cromatidi. sono tenuti insieme dalla coesina, un complesso proteico. Durante la mitosi quasi tutta la coesina viene tolta tranne della regione chiamata centromeno che mantiene uniti i due cromatidi. SOTTOFASI M: destino dna duplicato, che fine fa involucro nucleare e al fuso mitodico, microtuboli selezione accurata cromosomi Per rendere i DNA motto più compatto delle proteine: dette iSTONI creano interazioni con il DNA e tra di loro formando struttura a forma di collana di perle dette NUCLEOSONI. Questi si avvolgono più volte formando una Fibra di cromatina che a sua vota si ripiega ulteriormente creando delle anse attraccate all'impalcatura proteica centrale del cromosoma. Esse, si condensano, poi, nel, nucleo interfasico costituendo la cromatina. Infine durante la mitosi le anse. si avvalgono e. condensano. per formare un cromosoma condensato. • APPARATO DEL fUSO composto da microtubuli ed è, la struttura che separa i cromatidi fratelli. Centrosoma-» generalmente è un tubo cavo costituito da 9 triplette di micro tubuli. Durante la fase S il centrosoma si duplica e all'inizio della profase si separa da quello appena formato. I due centrosomi si posizionano al le due estremità apposte della membraña nucleare. Rappresentano i poli verso cui andranno cromosomi —>INTERFASE dna no duplicato no organizzato cormosomi si involucro nucleare centrosomi ci sono, coppia di centrioli uno dei punti di organizzazione dei microtuboli una delle due sempre attaccata a centro organizzazione microtuboli. Si microtuboli ma no ancora organizzati nel fuso mitodico —>PROFASE fase s già fatta, dna duplicato rosso e blu, si involucro nucleare e in questa fase cromatina si spiralizza, dna si associa strettamente a proteine fino a assumere forma compatta cromosomi due cromatici fratelli apparati per centromero. 23 coppie totali cromosomi e si sta iniziando a formare fuso su centrosoma Viene rimossa tutta la coesina dai cromosomi, ne rimane solo centromero. In questa fase si sviluppano cinetocori, strutture importanti per il movimento dei cromosomi. I centrosomi sono posizionati agli estremi del nucleo e servono come centri mitotici Il fuso si forma tra i poli e i cromosomi. I microtubuli del fuso si stabilizzano prendendo contatto con i cinetocori o con microtubuli dell'altra meta". Per questo si differenziano in: 5 - Microtubuli polari che formano l'impalcatora del fuso e decorrono da un polo all'altro; -microtubuli del cinetocore che si attaccano ai cromatidi Fratelli di ogni cromoso ma, —>PROMETAFASE involucro nucleare inizia a dissolversi, i microtuboli che partono da centrosomero e altra estremità cinetocori iniziano a allungarsi e iniziano a organizzarsi, uniscono cinetori con centri organizzazione microtuboli Cinetocori collegano su centromero ogni cromosoma sono da ponte tra cromosoma e microtubolo stesso Membrana nucleare scompare e formazione completa fuso —>METAFASE allinearsi dei cromosomi in una linea PIASTRA EQUATORIALE, METAFASICA, allineati singolo cromosomi. I centromeri sono allineati, l’involucro nucl dissolto e fuso organizzato a legare centromero e centro organizz ai poli cellulari —>ANAFASE separati cromatici appaiati, fratelli si separano e ognuno inizia a migrare verso poli opposti cellula, accorciandosi il microtubolo. La separazione è controllata da un complesso cidina-can che attiva il complesso promotore dell'anafase (ARC). Una subunità della coesina viene idrolizzata da una proteasi chiamata separasi. Se un cromatide non è attaccato correttamente al fuso un checkpoint inibisce apc. Se invece non ci sono problemi l’apc viene attivata e i cromatidi si separano grazie all'accorciamento dei microtobuli e alla presenza di proteine motrici nei cinetocori. Dopo la séparazione i. cromatidi si chiamano cromosomi figli. —>TELOFASE cromosomi figli che raggiungono poli opposti cellula che rientra nell’ INTERFASE e sta ricreando due involucri nucleari e la cromatina si desperalizza, proteine verra despirelizzata Fuso scompare —>CITODIERESI anelli contrattile actina regione bianca non colorata, infatti non rosa La divisione del citoplasma inizia con una strozzatura ad anello della memrbana plasmatica formato da actina e miosina. Queste intergiscono per dar vita ad una contrazione forma due cellule figli -COME SI SEPARANO CROMATIDI FRATELLI Alla fine della metafase un complesso ciclina-CdK attiva il complesso promotore attivando l’enzima Separasi che determina la rimozione della coesina rimanente. Complesso di controllo -FUSO MITOTICO il fuso mitotico è la struttura responsabile della ripartizione dei cromosomi tra le due cellule figlie. CINETOCORI CENTRIOLI microtuboli si associano a coppia a formare centro organizzazione, CENTROOSMA I MICRTOUBULO: Non solo quelli che si legano al centrosoma ma anche MICROTUBOLI POLARI, connetto centrosoma all’altro non legano centrosoma ma importanti perche mantengono stabilita alla cellula 6 —>CITODIERESI La citodieresi è garantita dall’organizzazione di microfilamenti formano un anello contrattile al di sotto della membrana plasmatica: MICROFILAMENTO ACTINA + MIOSIN SI CONTRAE E CREA DIVISIONE DUE CELLULE FIGLIE, citodieresi formano anello contrattile su faccia interna doppio strato Membran plasmatica Il solco di separazione ha completamente diviso il citoplasma di queste due cellule figlie LA RIPRODUZIONE ASESSUATA La riproduzonei asessuata da origine ad individui identici ai genitori (cloni) •non utilizza cellule specializzate (gameti) SESSUATA La riproduzione sessuata porta al rimescolamento genetico (i figli non sono mai identici ai genitori) •utilizza cellule specializzate dette gameti (aploidi) MEIOSI DUPLICAZIONE DNA+ due divisioni cellulari successive, dna comunque duplicato ma ho due divisioni nucleari MEIOSI 1, MEIOSI 2 senza duplicazione 4 cellule figlie geenticamente diverse con la meta dei cromosomi rispetto a quelle somatiche, prendono il nome di GAMETI. Sono cellule fondamentali nella riproduzione sessuata che avviene attraverso fusioni gameti me e f e per quetso la riprod sessuata produce variabilita genetica Cell somatiche 2n cromosomi=46, cellule diploid. Gameti= n cromosomi 23, cellule aploiid 7