Lezione 15 di Biologia

Introduzione

• Argomenti trattati: mitosi, meiosi, regolazione del ciclo cellulare.

Mitosi

Definizione

• Processo di divisione cellulare nelle cellule somatiche.
• Scopo: rimpiazzare o accrescere i tessuti.

Fasi della mitosi

1. Interfase

   • Periodo di preparazione alla divisione.
   • Divisa in tre parti:
     • Fase G1: preparazione degli enzimi per la sintesi del DNA.
     • Fase S: sintesi del nuovo DNA.
     • Fase G2: spiralizzazione del nuovo DNA.
   • Cromosomi a singolo cromatide nella fase G1 e a doppio cromatide alla fine dell'interfase.

2. Profase

   • Inizio dell'allungamento della cellula e dissoluzione delle membrane degli organoli.
   • Prometafase: dissoluzione della membrana nucleare.
   • Replicazione e separazione dei centrioli.
   • Fibra interpolare e fibre astrali stabilizzano i centrioli ai poli della cellula.

3. Metafase

   • I cromosomi si dispongono lungo il piano equatoriale.
   • Fibre del cinetocore legano i cromosomi dai centrioli.
   • Formazione del fuso mitotico.

4. Anafase

   • I cromatidi si separano grazie all'enzima separasi.
   • I cromosomi si muovono verso i poli, legati da microtubuli e dineine.

5. Telofase

   • Riformazione degli organoli e dissoluzione del fuso mitotico.
   • Citodieresi: divisione del citoplasma tramite un anello actinico.

Meiosi

Definizione

• Divisione cellulare nelle cellule gametiche (spermatozoi e cellule uovo).
• Scopo: dimezzare il corredo cromosomico.

Fasi della meiosi

• Due divisioni meiotiche.
• Profase I: divisa in cinque fasi (leptotene, zigotene, pachitene, diplotene, diacinesi) che riguardano gli eventi sui cromosomi:
  1. Leptotene: i cromosomi si addensano.
  2. Zigotene: appaiamento dei cromosomi.
  3. Pachitene: incrocio di cromosomi omologhi (crossing over).
  4. Diplotene: i cromosomi si allontanano.
  5. Diacinesi: separazione finale dei cromosomi.
• Anafase I: i cromosomi si dispongono per coppie e ogni cellula figlia riceve un cromosoma a doppio cromatide.
• Telofase I: divisione delle cellule, ognuna con un corredo 2N.
• Seconda Divisione Meiotic: simile alla mitosi, ma senza interfase. Cromatidi si separano.

Ciclo cellulare

• Composto da fasi G1, S, G2 e M (mitosi).
• 90% del tempo è trascorso in interfase.
• Tipi di cellule:
  • Popolazioni dinamiche: fibroblasti.
  • Popolazioni statiche: neuroni (fase G0).
  • Popolazioni in espansione: cellule epatiche.

Regolazione del ciclo cellulare

1. Checkpoint:

   • G1/S: verifica integrità DNA e presenza nutrienti.
   • G2/M: verifica integrità DNA replicato.
   • M: verifica stabilità del fuso mitotico.

2. Ciclina e CDK:

   • Complesso CDK-ciclina regola il ciclo cellulare tramite fosforilazione.
   • Complessi specifici per ciascuna fase (CDK4-6 e ciclina D, CDK2 e ciclina E, CDK1 e ciclina B).

3. Transizione G0-G1:

   • Attivazione da fattori di crescita tramite recettori tirosinchinasi.
   • Attivazione della cascata MAP-kinasi.

4. Checkpoint G1-S:

   • PRB blocca l'attivazione dei geni per la fase S.
   • Fosforilazione di PRB da CDK4-6/ciclina D libera i geni.

5. Checkpoint G2-M:

   • Verifica danni DNA, attivazione di P53 e inibizione del ciclo se necessario.

6. Checkpoint M:

   • Controllo dell'integrità del fuso mitotico.
   • Attivazione della separazione cromatidi.

Riparazione del DNA

• Importanza della riparazione per prevenire tumori.
• Tipi di danno al DNA:
  • Danno da radiazioni ultraviolette.
  • Danni chimici.

Meccanismi di riparazione

1. Riparazione diretta:
   • Enzimi come DNA-fotoliasi per danni specifici.
2. Riparazione per escissione:
   • Glicosilasi e endonucleasi riparano danni.
3. Riparazione rotture doppio filamento:
   • Mediata da NHIJ per ricucire il DNA.