Mitosi, Meiosi e Regolazione del Ciclo Cellulare: Guida Completa

lezione 15 di biologia in questa lezione tratteremo la mitosi la meiosi e la regolazione del ciclo

cellulare cominciamo col parlare della mitosi la mitosi è il processo di divisione cellulare che avviene nelle

cellule somatiche allo scopo di rimpiazzare o accrescere i tessuti la mitosi è divisa in cinque

fasi l'Inter la profase la metafase l'anafase e la telofase cominciamo col Trattare l'interfase

l'interfase non è una parte vera e propria della mitosi in quanto l'interfase è solamente il periodo in

cui la cellula si prepara a dividersi è divisa in tre parti la fase G1 in cui prepara gli enzimi per la sintesi del

DNA nuovo la fase S in cui sintetizza il nuovo DNA e la fase G2 in cui spiralizza il nuovo

DNA quindi all'inizio dell'interfase il corredo cromosomico della cellula è singolo al termine è raddoppiato potete

Osservare in questa slide la differenza tra i cromosomi in una cellula prima di iniziare la fase attiva della

replicazione e i cromosomi in una cellula che si sta replicando i cromosomi nella fase G1 sono ancora

quelli della cellula a riposo sono quindi cromosomi a singolo cromatide di ogni cromosoma esiste una

copia Si parla infatti di coppie cromosomiche dopo quando il DNA è stato replicato

parleremo sempre di coppie cromosomiche ma ogni coppia cromosomica avrà Sì due cromosomi ma formati ognuno da due

cromatidi Questi sono i cosiddetti cromosomi a doppio cromatide tipici di una cellula che si sta replicando

passiamo ora a parlare della profase la profase è la prima vera parte della mitosi nella profase la cellula

inizia ad allungarsi il primo evento è la dissoluzione delle membrane che formano

gli organuli più grossi in seguito abbiamo nella cosiddetta prometafase perfino la

dissoluzione della membrana nucleare le vescicole che sono derivate da questo processo si riuniranno Al termine della

mitosi nelle due cellule figlie altro evento importante è il distacco tra i due centrioli

Innanzitutto va detto che i centrioli si replicano formano una loro copia Dopodiché iniziano ad allontanarsi

utilizzando dei microtubuli che crescono l'uno contro l'altro spingendosi ai bordi della

cellula si chiama questo tipo di fibra fibra interpolare grazie alle fibre interpolar

quindi i centrioli si portano ai due poli della nuova cellula che si sta replicando arrivati ai poli i centrioli

emettono un'altra classe di fibre si tratta delle fibre astrali che li ancorano alla membrana i centrioli

devono essere ben allocati in questa fase della mitosi perché è da loro che Dipenderà la corretta divisione del

corredo genetico parliamo ora della metafase durante la metafase i cromosomi

si dispongono lungo il piano equatoriale della cellula e vengono legati da fibre che partono sempre dai centrioli e

vengono chiamate fibre del cinetocore le fibre del cinetocore sono sempre microtubuli che però sonoo diretti al

centromero dei cromosomi e la loro funzione sarà cruciale nella prossima fase della

mitosi l'insieme delle fibre del cinetocore delle fibre interpolar e delle fibre astrali formano nel

complesso la struttura chiamata fuso mitotico tutta la mitosi dipende dalla buona riuscita del fuso Quindi si può

dire tranquillamente che la mitosi è un evento dovuto in gran parte ai centrioli parliamo ora della quarta fase

la più importante l'anafase in anafase i cromosomi che sono a doppio cromatide entrano ancora uniti i due

cromatidi di un singolo cromosoma sono entità distinte sono tenuti insieme però da una

serie di molecole chiamate coes che servono per tenere insieme i due cromatidi quindi il cromosoma a doppio

cromatide non è realmente unito al centro È unito solo perché ci sono le Cesine all'inizio dell'ana

fase la molecola regolatrice securina si stacca dall'enzima separasi l'enzima separasi si

attiva e porta alla distruzione delle coesin questo fa quindi staccare i due cromatidi

fratelli i due cromatidi fratelli ora sono liberi l'uno dall'altro per questo verranno tirati

ai due lati della della nuova cellula delle fibre del cinetocore in realtà sono loro che si

aggrappano alle fibre del cinetocore ma vediamo un po' meglio questo concetto abbiamo visto che ogni cromosoma nella

mitosi viene diviso in due cromatidi e ogni cellula prenderà un cromatide in questo modo il corredo

genetico esattamente diviso nello stesso modo tra una cellula e l'altra come possono muoversi i

cromosomi questi sono legati a livello del centromero da microtubuli a livello del centromero però sono presenti alcuni

enzimi le Dine che sono dei motori molecolari che servono alla cromosoma per camminare sul sul

microtubulo ed esiste anche una molecola chiamata catastrofa che è un enzima dei microtubuli che li dissolve man mano che

il cromosoma prosegue quindi il cromosoma si muove e man mano distrugge il microtubulo quindi guardando

dall'esterno si Ha l'impressione che il microtubulo tiri il cromosoma in realtà il cromosoma si arrampica sul

microtubulo e lo distrugge man mano la fase terminale della mitosi si chiama telofase

nella telofase avviene il termine della divisione quindi si ha una specie di profase al

contrario si riformano gli organuli che si erano dissolti e il fuso mitotico viene distrutto perché ormai ha servito

il suo scopo avviene anche l'evento della citodieresi cioè la divisione del citoplasma che è resa possibile da un

anello actinico che taglia il citoplas esattamente a

metà generando quindi le due cellule figlie abbiamo visto la mitosi adesso Passiamo a parlare della meiosi la

meiosi è un tipo di divisione cellulare che avviene nelle cellule gameti cioè gli spermatozoi e le cellule uovo Hao

scopo di dimezzare il loro Corrido cromosomico perché se due

cellule che devono generare un nuovo organismo fossero diploidi come tutte le cellule

somatiche la loro Unione genererebbe una cellula tetraploide con una dose igenica due volte superiore rispetto a quella

degli organismi che l'hanno generata una cellula è abituata a funzionare con una certa quantità di Dna il doppio dei geni

vuol dire il doppio de trascritti Che vuol dire il doppio delle proteine e questo manderebbe nel caos l'intero

macchinario cellulare quindi ogni specie deve generare dei

discendenti che abbiano la loro stessa dose cromosomica Come fanno semplicemente dalle cellule somatiche Si

originano delle cellule chiamate gameti che hanno metà del corredo cromosomico così quando si fonderanno genereranno

una nuova cellula che ha lo stesso numero cromosomico dei suoi genitori in questo processo ovviamente

ogni gamete potrà scegliere solo un cromosoma della coppia originaria questo porterà quindi all'esclusione di alcuni

geni durante la formazione dei gameti quindi andiamo a dare un'occhiata alle fasi della meiosi la prima

differenza che salta all'occhio è che ogni ciclo di meiosi è fatto non da una meiosi ma da due meiosi cioè due

divisioni queste due divisioni presentano delle differenze tra di loro e ovviamente presenteranno anche delle

differenze con la mitosi cominciamo dalla prima divisione meiotica l'interfase è uguale

all'interfono la prima differenza la incontriamo nella profase la profase della prima divisione

meiotica è divisa in cinque parti chiamate leptotene zigotene pachitene diplotene e di

cinesi queste cinque parti della prima divisione meiotica della profase Per la precisione riguardano solamente eventi

che riguardano i cromosomi Per il resto la profase è uguale alla mitosi Quindi diamo un'occhiata a questi

cinque eventi va detto che questi eventi riguardanti i cromosomi sono paralleli

alla dissoluzione in vescicola di tutti gli organuli Quindi abbiamo all'interno del nucleo la cui membrana si sta

dissolvendo questi cinque eventi il leptotene durante cui i cromosomi che si sono appena duplicati diventano più

spessi poi abbiamo lo zigotene durante cui i cromosomi si avvicinano e iniziano ad appaiarsi unendo gli estremi di un

loro cromatide in seguito abbiamo il pachitene nel pachitene abbiamo

cromosomi Uniti completamente per un cromatide si tratta di cromosomi a doppio cromatide ricordiamolo quindi i

cromosomi a doppio cromatide si uniscono a cerniera per la lunghezza di un singolo

cromatide nel pachitene avviene l'incrocio tra pezzi di cromosomi omologhi cioè le braccia unite dei

cromosomi si incrociano nel diplotene Questo incrocio verrà reso effettivo

cioè i due cromosomi si scambieranno un pezzo questo fenomeno è chiamato Crossing

over subito dopo il Crossing over i due cromosomi iniziano ad allontanarsi ma rimangono Uniti per la Regione dove è

avvenuto il chiasma cioè lo scambio di parti genetiche nella parte finale cioè la di

cinesi i due cromosomi si slegano abbiamo quindi ottenuto cromosomi che hanno subito il Crossing

over il dettaglio più importante però è che i cromosomi per fare il Crossing over devono essere omologhi cioè il

Crossing over può avvenire solo tra cromosomi della stessa coppia Se invece due cromosomi appartenenti a coppie

diverse si scambiassero una parte si parlerebbe di traslocazione genica che una mutazione

dannosa lo scambio di Parti geniche tra i cromosomi serve ad aumentare la variabilità genetica degli individui

poiché la riproduzione sessuata a cui la meiosi è funzionale ha lo scopo di generare individui sempre nuovi in modo

da adattarsi meglio all'ambiente la metafase della prima divisione meiotica è uguale alla metafase della

mitosi cioè i cromosomi si dispongono sul piano equatoriale della cellula un'altra differenza la incontriamo

nell'an fase nell'an fase Innanzitutto Notiamo che i cromosomi non si sono disposti

come nella mitosi si sono disposti per coppie ogni cromosoma non viene legato da due fibre

del cinetocore ogni cromosoma a doppio cromatide riceve una sola Fibra del

cinetocore ed è in questo modo che saranno divisi tra le cellule figlie ogni cellula figlia non prenderà due

cromatidi provenienti da due cromosomi a doppio cromatide ogni cellula figlia nella

meiosi prenderà un cromosoma a doppio cromatide l'altro verrà lasciato all'altra cellula E siccome è avvenuto

il Crossing over Questo vuol dire che c'è uno scambio di parti geniche Cioè se una cellula sceglie un cromosoma

piuttosto che l'altro avrà dei geni piuttosto che altri il risultato Quindi al termine

della telofase che è uguale a quella della mitosi è quello di una cellula con corredo cromosomico diploide che ha

raddoppiato il suo DNA e poi l'ha diviso tra le cellule figlie generando ancora due cellule diploidi quindi la prima

divisione meiotica non serve al fine di dimezzare il corredo Allora a cosa serve se osserviamo la cellula iniziale e le

cellule ottenute vedremo che hanno Sì corredi cromosomici simili cioè sono entrambi

diploidi ma in modo completamente diverso la cellula iniziale ha due omologhi però ogni coppia a singolo

cromatide le cellule finali hanno un solo omologo per ogni coppia a doppio cromatide è vero che sono entrambe due N

ma in un modo completamente diverso nella seconda divisione meiotica si ha il dimezzamento del

numero cromosomico e questo Semplicemente perché manca l'interfase prima della seconda divisione miotica

non viene replicato il DNA Questo significa che il corredo cromosomico 2 n dovrà essere ugualmente diviso tra le

due cellule figlie che si troveranno quindi un corredo cromosomico n in questa seconda divisione non

avviene il Crossing over la profase e la metafase Sono esattamente uguali alla mitosi e lo è anche l'anafase

in questa una fase però i cromatidi fratelli si separano Quindi ogni cellula sceglie un

cromatide piuttosto che un altro se non fosse avvenuto il Crossing over sarebbe stato uguale scegliere un cromatide

piuttosto che un altro Ma dal momento che il Crossing over è avvenuto le due cellule figlie avranno geni leggermente

diversi quindi da una 2N dove c'era un solo cromosoma con doppio cromatide per ogni coppia abbiamo ottenuto due

cellule con corredo cromosomico n quindi aploide dove c'è un solo cromatide abbiamo quindi dimezzato il

numero cromosomico in questa slide c'è un riepilogo di tutto il processo Siamo

partiti da una cellula con corredo cromosomico 2N che ha raddoppiato il suo dna l'ha diviso tra due cellule le

figlie in maniera particolare però non dando due cromatidi ciascuno ma dando due cromosomi a doppio cromatide

ciascuno abbiamo ottenuto quindi due cellule 2N entrambe le cellule 2N si divideranno per dare origine a cellule

aploidi con corrido cromosomico n i cui cromosomi avranno subito il Crossing over nella profase della prima divisione

meiotica arriviamo a questo punto alla la definizione di ciclo cellulare dopo aver parlato di mitosi e

meiosi possiamo dire che ogni cellula che si divide dovrà attraversare una serie di

fasi G1 S G2 ed m che è la fase strettamente riferita alla mitosi questo susseguirsi di fasi è

chiamato anche ciclo cellulare come potete osservare il 90% del tempo che la cellula trascorre lo trascorre

nell'interfacciarsi in base alla loro attitudine col ciclo cellulare possiamo dividere le cellule

in varie popolazioni ci sono popolazioni dinamiche come quelle dei fibroblasti che si replicano continuamente non

escono mai dal ciclo ci sono poi popolazioni statiche come quella dei neuroni che abbandonano

la fase di replicazione perché quando a un certo punto escono dalla fase m anziché

entrare in fase G1 vanno in una forma di interfase Silente chiamata g0 nell'Inter g0 la cellula non svolge assolutamente

nessun attività replicativa Anche se come sappiamo svolge tutt'altro tipo di attività i neuroni per esempio Pur non

essendo repca attivi sono tra le cellule più attive del nostro corpo dal punto di vista metabolico

Esistono poi popolazioni cellulari che vanno in fase g0 però all'occorrenza ad esempio dopo una seria lesione rientrano

nel ciclo cellulare per replicare il tessuto stiamo parlando delle popolazioni in espansione di cui un

ottimo esempio è dato dalle cellule epatiche le cellule epatiche sono una popolazione molto particolare in quanto

normalmente sono in fase g0 Ma se viene asportata una parte di fegato queste si attivano e in una media di tre settimane

riescono a rigenerare la parte mancante perché rientrano nel ciclo [Musica]

cellulare dopo aver parlato quindi di cos'è il ciclo cellulare possiamo accingermi

questi eventi sono finemente regolati poiché se la cellula sbaglia qualcosa durante il

ciclo cellulare rischia gravi mutazioni del DNA che potrebbero portarla a generare mutazioni dannose per la proa

nel caso in cui queste avvengano nelle cellule germinali o mutazioni tumorali nel caso in cui queste avvengano nelle

cellule somatiche il ciclo cellulare è quindi finemente regolato e in ogni momento del

ciclo la cellula bilico tra il continuare il ciclo e il replicarsi E l'essere mandati in apoptosi in caso di

errore questo concetto è ben espresso dai checkpoint i checkpoint sono una serie di punti tre Per la precisione

all'interno del ciclo durante la quale la cellula verifica il suo stato e se c'è qualcosa di errato viene mandata a

morte Il primo checkpoint è nella transizione g1s in questa transizione viene

verificata l'integrità del DNA che deve essere replicato e se sono presenti i nutrimenti e quindi l'energia necessaria

per fare la mitosi e i segnali esterni dove con segnali esterni si intende i fattori di crescita nessuna cellula

Infatti è libera di replicarsi quando vuole tutte hanno bisogno dei cosiddetti fattori di crescita se i fattori di

crescita non sono presenti la cellula viene soppressa Poiché se una cellula inizia a riprodursi

per sua iniziativa e quindi senza la segnalazione dei fattori di crescita vuol dire che ha perso l'inibizione ed è

diventata una cellula tumorale per questo una cellula che si replica senza segnali esterni viene

soppressa il checkpoint g2m è un Point più semplice in quanto viene semplicemente verificato che il

DNA appena replicato sia integro per poter entrare in mitosi all'interno della mitosi Poi poco prima che inizi la

na fase c'è un terzo checkpoint che verifica la stabilità del fuso mitotico se il fuso mitotico non è costituito in

maniera corretta la cellula viene mandata a morte l'interruttore che regola

questo insieme di processi di controllo è l'insieme di due molecole chiamate ciclina e chinasi ciclina

dipendente queste due molecole sono continuamente presenti durante il ciclo cellulare le cdk sono sempre prodotte le

cicline hanno questo nome Perché vengono prodotte solo durante una determinata fase del

ciclo le cicline sono quindi la subunità che attiva le cdk Infatti cdk vuol dire ciclina

dipendente kinasi o kinasi dipendente dalla ciclina abbiamo quindi un complesso

unico chiamato anche maturation promoting Factor quando cdk e ciclina sono insieme

sono attive e sono capaci di mediare tutti gli effetti di controllo Sul ciclo cellulare e il

complesso cdk e ciclina che porta avanti tutto il macchinario della replicazione cellulare

come semplicemente utilizzando la fosforilazione ciclina non è un enzima è solo una

subunità regolatoria Ma la cdk è una chinasi le chinasi sono enzimi la cui funzione la fosforilazione

cioè il legame di un gruppo fosfato su un substrato

quindi questo macchinario semplicemente ponendo gruppi fosfati sulle proteine regola il ciclo

cellulare può sembrare complesso in realtà basta pensare che praticamente quasi tutte le proteine che

entrano nella regolazione del ciclo cellulare possono essere accese o spente semplicemente aggiungendoci fosfato non

sorprende quindi che il complesso cdk e cicina possa portare avanti tutto il macchinario della replicazione

semplicemente aggiungendo gruppi fosfato Tuttavia questo complesso non è onnipotente Infatti anch'esso può essere

regolato non basta che cdk e cicina si uniscano per avere una completa attivazione il complesso deve essere

monofosfato per essere complet attivo e questo viene svolto dalla kinasi Cac cine associated

kinis in caso però in cui la ciclina debba essere spenta per favorire altri processi come

la riparazione del DNA ad esempio esistono enzimi come wi1 che hanno il compito di Iper fosforilare il complesso

e questo è uno stimolo che lo spegne se poi c'è bisogno di riattivare un complesso che era stato stato spento si

ricorre ad altri enzimi come CD C5 che eliminano i due fosfati all'estremità ogni complesso cdk ciclina poiché ne

esistono diversi è capace di mediare una fase del ciclo al termine di ogni fase il complesso deve essere distrutto

perché deve prendere piede il complesso della fase successiva questa distruzione è diversa

dallo spegnimento Perché dallo spegnimento una proteina può essere riattivata

invece alla fine della sua fase ogni ciclina cdk deve essere completamente distrutta e questo avviene grazie a un

enzima chiamato e3 che lega su di sé una serie di ubiquitin e poi le trasferisce sul complesso cdk ciclina le quattro

obitine vengono riconosciute dal proteosoma che ha la funzione di ladere il complesso cdk ciclina

questa reazione è irreversibile vediamo ora qualche esempio della regolazione svolta dal

complesso cdk ciclina abbiamo visto come all'inizio della profase tutti gli organuli si dissolvano in

vescicole abbiamo detto anche che si tratta di enzimi che rompendo il citoscheletro in regioni particolari

portano alla dissoluzione di questi organuli Tuttavia questi enzimi non si attivano

da soli per essere attivati devono essere fosforilati Chi decide sulla loro

attivazione è proprio il complesso cdk ciclina che lega dei fosfati a questi enzimi attivandoli

definitivamente un altro esempio dell'importanza cruciale del complesso cdk ciclina è nella formazione del fuso

mitotico i microtubuli Infatti non sono abbastanza stabili da soli per poter generare una struttura così enorme

devono essere stabilizzati dalla proteina Map 4 ma anche Map 4 per funzionare deve essere Iper fosforilata

e questo avviene sempre grazie a cdk ciclina quindi all'insieme di cdk e ciclina che genera un'interazione tale

da far andare avanti il ciclo questi sono solo due esempi di come agisce ma allo stesso modo il complesso cdk

ciclina regola tutti gli eventi di cui abbiamo parlato finora Come già accennato una

regolazione tanto fine richiede che vengano utilizzati diversi tipi di cdk e cicline e come ho già detto ogni cdk e

ciclina è utile per una sola fase del ciclo il complesso cdk 46 e ciclina d media la fase G1 il suo ultimo evento è

la formazione del complesso cdk2 ciclina e dopodiché il complesso cdk2 ciclina e provede alla distruzione del complesso

precedente e media gli eventi della fase s la sua ultima azione è mediare la formazione del complesso cdk2 ciclina

a il primo evento mediato da cdk2 ciclina a è la distruzione del complesso precedente Dopodiché media tutti gli

eventi della fase G2 allo stesso modo prima di uscire di scena questo

complesso richiama la traduzione di cdk1 ciclina B che provvede alla distruzione del complesso precedente e poi alla

mediazione degli eventi della mitosi Quindi ogni complesso viene generato dal precedente e la prima cosa

che fa è distruggerlo in modo che gli eventi delle varie fasi del ciclo non si sovrappongano

possiamo adesso parlare della transizione g0 G1 la prima

transizione che avviene nel ciclo cellulare infatti ogni cellula ha bisogno di passare da g0 a G1 per

iniziare tutto il ciclo cellulare Questa transizione è bloccata di base perché i

geni per l'avvio della fase G1 sono associati ad un promoter che di per sé non è molto forte deve essere

letto da qualche fattore di trascrizione per essere attivato quindi di base una cellula resta in fase g0 A meno che una

cascata di eventi non ne attivi la trascrizione dei geni per la fase G1 questa cascata di eventi comincia

quando la cellula riceve dei fattori di crescita o growth Factor I recettori dei fattori di crescita sono

degli enzimi chiamati tirosin chinasi la cui funzione e attaccare dei gruppi fosfato su altre proteine chiamate

trasduttore e si attiva normalmente rass è legata a una molecola di gdp Ma quando si attiva

scambia questa molecola con una molecola di GTP presente nel citoplasma in Attiva Ras è capace di

fosforilare un altro enzima chiamato Raf dopodiché si spegne e il GTP Torna a essere

gdp Ora però Raf si è attivata e provvede alla fosforilazione di un altro enzima chiamato Mec Mec a sua volta

provede laa fosforilazione di un altro enzima chiamato erk la cui funzione è attivare e unire due fattori di

trascrizione chiamati se Fos e se John l'insieme di RF Mac ed erk è chiamato anche cascata delle Map

kinasi dove Map sta per kinasi associate al mitogeno questa serie di chinasi è

issima perché è presente solo nella via di trasduzione che porta le cellule a replicarsi e vediamo come i fattori di

trascrizione fosse e Jun Uniti dall'enzima erc traslocano nel nucleo dove legano il

promotore dei geni per l'avvio della fase G1 questo fattore di trascrizione di merizzo richiama l' RNA polimerasi

che provvede alla trascrizione di questi e conseguentemente alla loro

traduzione la loro traduzione genera la ciclina

d che andrà a cercare nel citoplasma la sua cdk che è appunto la cdk 46 la formazione del complesso cdk 46

ciclina D avvierà la fase G1 Ed ecco che la cellula grazie ai fattori di CR crescita È uscita dalla fase g0 ed è

entrata nella fase G1 attraverso una via di trasduzione molto complessa dopo gli eventi che abbiamo

visto avviene la fase G1 ma il passaggio alla fase S non è scontato c'è infatti un checkpoint per passare alla fase

S ciò che ha permesso il passaggio del checkpoint g0 G1 sono stati i fattori di crescita ma anche il passaggio g1s non è

fatto facile Questo perché i geni per l'avvio della fase S sono perennemente bloccati da un fattore chiamato prb

proteina del retinoblastoma prb richiama l'enzima istone deacetilasi che fa

deacetilasi e2f il complesso che abbiamo creato prima cdk 46 ciclina D svolge tutti gli eventi

della fase G1 cioè la produzione degli enzimi per La replicazione Dopodiché riceve dei

segnali dalla cellula E se il DNA è integro e se sono presenti i fattori di crescita cdk 46 ciclina D svolge la sua

ultima azione cioè la fosforilazione della molecola pr B prb fosforilata viene

distrutta stima l'enzima istone di acetil Asi si stacca dal DNA gli stoni quindi tornano a

distanziarsi e i geni per l'avvio della fase S possono essere letti il fattore di trascrizione e2f a questo punto è

libero di richiamare la RNA polimerasi che trascriverò i geni per l'avvio della fase S

che verranno Poi portati nel citoplasma e tradotti da un ribosoma questo porterà poi alla

sintesi della ciclina e che legando la cdk2 provvederà la distruzione del complesso cdk 46 ciclina D Ecco che è

avvenuto il passaggio dalla fase G1 alla fase S il checkpoint g2m è quello più

importante forse questo checkpoint è mediato Dal complesso cdk2 ciclina a che attiva il

complesso cdk1 ciclina B il meccanismo di attivazione è sempre l'attivazione della sua trascrizione a livello a

livello genetico però prima di andare

avanti il DNA è stato appena replicato bisogna assicurarsi che non abbia errori l'enzima ATM è un chinasi ad anello che

viaggia attorno al filamento di DNA neosin Teti zato E se questo presenta una

rottura l'enzima d'anello si blocca si blocca e si attiva attivandosi

fosforila la chinasi 2 del checkpoint ch2 la presenza di un danno al DNA è un evento molto pericoloso bisogna fermare

su subito il ciclo ch2 agisce in questo senso da un lato potenzia gli enzimi che Iper fosforil mano il complesso cdk2

ciclina a e in questo modo cdk2 ciclina a viene inattivato

dall'altro richiama la proteina p53 p53 conosciuto anche come il guardiano del genoma è una proteina

molto importante Normal viene prodotta Ma viene distrutta subito Tuttavia se è presente un danno al DNA e si attiva

chk2 p53 viene subito attivata e provvede alla trascrizione di una serie di geni un è molto importante p21 che

blocca il complesso cdk2 ciclina a ne spegne l'attività enzimatica l'altro effetto è la

trascrizione dei geni che producono enzimi che riparano il DNA Tuttavia questi enzimi non sono

onnipotenti e a volte non riescono a riparare il DNA bene se il DNA non viene riparato entro un certo periodo di tempo

la proteina p53 continua a essere prodotta e si accumula e il suo effetto diventa negativo Nel senso che porta

alla potosi della cellula quindi p53 e capace di una

doppia azione prima cerca di riparare il danno se il danno non viene riparato induce la cellula in

apoptosi L'ultimo checkpoint è quello che avviene nell'an fase e riguarda la separazione dei cromatidi fratelli che

come abbiamo visto dipende dagli enzimi separasi il complesso cdk1 ciclina B che è quello che media la

mitosi controlla l'integrità del fuso mitotico cioè riceve dei segnali dal fuso mitotico se il fuso mitotico è

integro Attiva attraverso fosforilazione il complesso promovente l'anafase che è il diretto responsabile della

degradazione della securina così la separasi si attiva e i cromatidi fratelli possono

staccarsi esistono anche altre vie di inibizione della mitosi Uno è il fattore di

crescita tgf Beta che è un fattore di crescita ma attraverso le molecole p15 e Inc 4B provvede al distacco del cdk e

della ciclina questo meccanismo blocca la mitosi un altro meccanismo che blocca la

mitosi è il distacco dalla lamina basale Infatti se una cellula si stacca dalle altre o dalla lamina basale viene

prodotta una molecola chiamata p27 che blocca completamente l'azione del complesso cdk ciclina La domanda è

perché si dovrebbe voler inibire il ciclo cellulare semplice il tgf beta è un fattore di crescita che viene

prodotto in alcune condizioni particolari in cui bisogna bloccare la crescita di alcune cellule per favorire

quella di altre nella cicatrizzazione per esempio il distacco della lamina basale

invece è un fondamentale meccanismo anticancerogeno Infatti la prima azione svolta da una

cellula cancerogena è staccarsi dalla lamina basale im migrare questo meccanismo manda quindi a morte o

perlomeno blocca il ciclo cellulare di tutte le cellule che si staccano dalla lamina

basale e dopo aver parlato del ciclo cellulare e della sua regolazione approfondiamo l'argomento

della riparazione del danno al DNA la riparazione del danno al DNA è importante e necessaria Poiché se un

danno al DNA avviene in una cellula somatica si genera un tumore se avviene una cellula Germinale

si hanno anomalie genetiche esistono molti tipi di danno al DNA Uno è il danno da radiazioni

ultraviolette per esempio o comunque da radiazioni ionizzanti queste possono generare il double Strand break cioè la

rottura del doppio filamento oppure la formazione di dimeri di timine i dimeri di timine sono

semplicemente due timine conseguenti che anziché legarsi con le adenine dell'altro filamento si legano tra

loro anche gli agenti chimici possono portare modificazione del DNA per esempio aggiungendoci gruppi metile

ossidrili o inserendosi nel DNA perché sono simili alle basi si parla in questo caso di analoghi delle

basi esistono meccanismi di riparazione per ognuno di questi tipi di danno la riparazione diretta prevede l'azione di

enzimi che riparino direttamente il danno uno è l'enzima DNA fotoliasi che stacca i dimeri ditim la DNA

fotoliasi è attivata dalla luce perché quando la luce È troppo forte la luce ultravioletta È troppo forte si formano

i di meridi timine si è sviluppato quindi il sistema della DNA fotoliasi che si attiva Quando la luce È troppo

forte poiché è altamente probabile che si formino dei meridi imine Invece per i mutageni chimici che

aggiungono dei gruppi alle basi si utilizza degli enzimi che si fanno carico di questi

gruppi in eccesso usando atomi molto reattivi per staccarli dalle basi un altro meccanismo di riparazione

è l'escissione nell' escissione la porzione contenente la base mutata viene completamente staccata un tipo di

reparazione per escissioni prevede l'enzima glicosil Lasi che Elimina la base

sbagliata rimane quindi un sito AB basico o aurino apiremin dove non ci sono basi questo sito viene tagliato da

una endonucleasi rimane quindi una rottura del doppio

filamento che viene Colmata dalla DNA polimerasi 3 un altro meccanismo utile per riparare

mutazioni come i dimeri di timina Ancora una volta è quello dell endonucleasi dei dimeri che stacca un grosso pezzo di DNA

a monte e a valle della mutazione Dopodiché l'rna polimerasi 3 provvede alla Res

sintesi ultimo meccanismo infine è la riparazione delle Rotture più serie del doppio filamento che non portano allo

staccamento di una base ma semplicemente una rottura la riparazione Quindi è una cucitura mediata dall'enzima

nhj un complesso molto importante in tutti quei fenomeni in cui bisogna ricucire una catena di DNA