CICLO CELLULARE

°°°°°°°°°°°°°°°MITOSI/MEIOSI

CICLO CELLULARE

°°°°°°°°°°°°°°°MITOSI/MEIOSI

CICLO CELLULARE

La divisione cellulare e’ regolata per

1) consentire la crescita cellulare2) replicare il DNA

Negli EUCARIOTI la progressione e’ finementeregolata da proteine chinasi a loro volta Controllate da FATTORI DI CRESCITA

Il ciclo viene solitamente suddiviso in 4 fasiIn successione ed e’ UNIDIREZIONALE

CICLO CELLULARE

QUATTRO PROCESSI COORDINATI

1)CRESCITA CELLULARE2)REPLICAZIONE DEL DNA3)DISTRIBUZIONE DEI CROMOSOMI4)DIVISIONE CELLULARE

°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°INTEFASE -------> fasi G1/S/G2

MITOSI O MEIOSI -->fase M

MITOSI = separazione delle due cellule figlie

G1 (gap 1) - intervallo tra la Mitosi e la replicazione del DNA

- crescita cellulare attiva - fase stabile di cellule non replicanti - la G1 --> Go di QUIESCENZA

Go si ha arresto del ciclo cellulare, le cellule riprendono il ciclo solo sotto stimolo dei fattori di crescita

S - Replicazione del DNA

G2 (gap2) - intervallo tra replicazione dl DNA e Mitosi, vengono sintetizzate le proteine necessarie alla mitosi

MITOSI

Condensazione dei

cromosomi

Separazione dei

cromosomi

Divisione cellulare

INTERFASEG1/S/G2

Cromosomi decondensati e distribuiti nel

nucleo

Attiva sintesi proteica

Crescita cellulare

Duplicazione del DNA

MITOSI

Riorganizzazione di tutti i componenti cellulari per dare la --> DIVISIONE

. CONDENSAZIONE DEI CROMOSOMI

. DEMOLIZIONE DELL’INVOLUCRO NUCLEARE

. RIORGANIZZAZIONE DEL CITOSCHELETRO

. MOVIMENTO DEI CROMOSOMI (RADDOPPIATI IN FASE S) AI POLI OPPOSTI DELLA CELLULA

. SEGREGAZIONE DEI CROMOSOMIOR

DIN

E E

SS

EN

ZIA

LE P

ER

M

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E C

OP

PIE

ID

EN

TIC

HE D

I C

RO

MO

SO

MI

MITOSI

. Profase

. Prometafase

. Metafase

. Anafase

. Telofase

. Citochinesi

PROFASEPROFASEPROFASEPROFASE

PROFASEPROFASEPROFASEPROFASE Nella Profase avvengono:

-Cambiamenti citoplasmatici che originano il fuso mitotico; i

centrioli iniziano a migrare verso i poli opposti

- Comparsa dei Cromosomi condensati

- Due cromatidi fratelli, molecole figlie di DNA prodotte nella fase S sono uniti tra di loro a livello del centromero

PRE DUPLICAZIONE

POST DUPLICAZIONE (fase S)

PROFASEPROFASEPROFASEPROFASE Nella Profase avvengono:

- i cromatidi fratelli rimangono intrecciati tra di loro durante la fase S e G2

- sono uniti a livello del CENTROMERO

PROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASE

PROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASENella Prometafase fase avvengono:

- Demolizione dell’involucro nucleare

- Attacco dei cromosomi ai microtubuli tramite i cinetocori del

CENTROMERO

- la prometafase inizia improvvisamente con la demolizione dell’involucro nucleare; i cromosomi si disperdono nel citoplasma ed iniziano ad organizzarsi grazie alle fibre del fuso

PROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASEPROMETAFASECENTROMERO

-E’ una porzione di DNA che assicura la corretta distribuzione dei cromosomi duplicati. Il centromero e’ rivestito da proteine specifiche (tra cui la coesina) che generano il CINETOCORE

-Durante la mitosi i microtubuli del fuso mitotico si attaccano al centromero da un lato, ed ai centrosomi (con i centrioli) dall’altro lato

I centrioli sono interni al centrosoma, punto di organizzazione del citoscheletro, e si duplicano anch’essi nella fase S

METAFASEMETAFASEMETAFASEMETAFASE

METAFASEMETAFASEMETAFASEMETAFASE- CULMINA CON IL PERFETTO ALLINEAMENTO DI TUTTI I CROMOSOMI SULLA PIASTRA METAFASICA

. E’ il punto di controllo della mitosi da parte dell’MPF (CiclinaB/Cdc2)

. Se i cromosomi non sono ben allineati sulla piastra metafasica il processo si blocca

. E’ una fase molto breve in cui i cromosomi raggiungono il massimo della visibilita’.

MICROTUBULI ASTRALE (O DELL’ASTER)MICROTUBULI POLARIMICROTUBULI DEL CINETOCORE

ANAFASEANAFASEANAFASEANAFASE

ANAFASEANAFASEANAFASEANAFASE. ALL’ANAFASE SI SEPARANO I CROMATIDI FRATELLI

. I MICROTUBULI DEL CINETOCORE SI ACCORCIANO

. INIZIA LA MIGRAZIONE DEI CROMATIDI FRATELLI AI POLI OPPOSTI DELLA CELLULA

Anafase A --> Anafase B

TELOFASETELOFASETELOFASETELOFASE

TELOFASETELOFASETELOFASETELOFASE. NELLA TELOFASE VIENE RIPRISTINATA LA MEMBRANA NUCLEARE, CHE RIVESTE LA MASSA CROMOSOMIALE ADDENSATA AI POLI

. I CROMOSOMI INIZIANO A DECONDENSARSI

. INIZIA LA DIVISIONE DEL CITOPLASMA GRAZIE ALLA FORMAZIONE DELL’ANELLO CONTRATTILE DI ACTINA/ MIOSINA

CITOCHINESICITOCHINESICITOCHINESICITOCHINESI

CITOCHINESICITOCHINESICITOCHINESICITOCHINESI. ALLA CITOCHINESI AVVIENE LA DIVISIONE DELLE DUE CELLULE FIGLIE

. IL CITOPLASMA VIENE DIVISO IN DUE DA UN ANELLO CONTRATTILE DI ACTINA/ MIOSINA CHE SPINGE I DUE NUCLEI NELLE DUE NUOVE

CELLULE

- INIZIA UNA NUOVA FASE G1 E L’INTERFASE

. AL TERMINE DELLA MITOSI LE MEMBRANE NUCLEARI RIFORMATE SUI CROMOSOMI CONSENTONO LA DECONDENSAZIONE DEI CROMOSOMI E LA RIPRESA DELL’ATTIVITA’ CELLULARE

NELLE CELLULE FIGLIE SI AVRA’

UNA COPIA DI OGNI CROMOSOMA PARENTALE =

UNA COPPIA DI CROMOSOMI PER TIPO

Ciclo cellulare delle cellule SOMATICHE

Porta UNA cellula DIPLOIDE a formare DUE cellule DIPLOIDI con complementi genetici IDENTICI

Ciclo cellulare delle cellule GERMINALI

Porta UNA cellula DIPLOIDE a formare QUATTRO cellule APLOIDI con complementi genetici DIMEZZATI

Alcuni eucarioti come i lieviti possono avere mitosi sia allo stato aploide che diploide. Gli eucarioti superiori fanno mitosi solo nello stato diploide

MITOSI

MEIOSI

Cellula DIPLOIDEcellule che contengono

2 COPIE/CROMOSOMA x TIPO1 COPPIA/CROMOSOMA x TIPO

Cellule APLOIDEcellule che contengono

1 COPIA/CROMOSOMA x TIPO

Scopo della MEIOSI e’ la produzione dei GAMETI

Avviene solo nelle cellule GERMINALI

DUE GAMETI UNENDOSI FORMANO UN NUOVO INDIVIDUO

LA PRIMA CELLULA SI CHIAMA ZIGOTE E DA ORIGINE ALL’EMBRIONE

Il gamete APLOIDE ottenuto nella meiosi, tornera’ DIPLOIDE con la fecondazione

Cellula DIPLOIDE umana

MASCHIO 46XY = (22)x2 + XYFEMMINA 46XX = (22)x2 + XX

Cellula APLOIDE umana

GAMETI MASCHILI 22 + X / 22 + Y

GAMETI FEMMINILI22 + X

la MEIOSI avviene in due cicli (in sequenza) di divisione nucleare

MEIOSI I --> MEIOSI II

La MEIOSI I inizia subito dopo una FASE S/G2I cromosomi sono stati replicati per dare i CROMATIDI FRATELLI IDENTICI

la MEIOSI avviene in due cicli (in sequenza) di divisione nucleare

La SEGREGAZIONE dei cromosomi e’ diversa da quella mitotica.

SI FORMA LA TETRADE O COMPLESSO SINAPTONEMICO

----->Fase S

ProMeta----->fase I

Meta----->fase I

Meta----->fase II

Meta----->fase II

MEIOSI I

. Profase I- leptotene- zigotene- pachitene- diplotene- diacinesi

. Prometafase I. Metafase I. Anafase I. Telofase I. Citochinesi I

MEIOSI II

. Profase II

. Prometafase II. Metafase II. Anafase II. Telofase II. Citochinesi II

PROFASE IPROFASE IPROFASE IPROFASE I

Profase I della Meiosi I

. Nel LEPTOTENE si ha l’accoppiamento di basi tra filamenti di DNA complementari prima della

condensazione della cromatina

Profase I della Meiosi I

. Nello ZIGOTENE si ha la stretta associazione dei cromosomi omologhi (SINAPSI) con formazione

del COMPLESSO SINAPTONEMICO (TETRADE)

Profase I della Meiosi I

. Nel PACHITENE si ha l’allineamento dei cromosomi omologhi con la possibilita’ di CROSSING-OVER sui CHIASMI

Profase I della Meiosi I

. Nel DIPLOTENE si ha la scomparsa del complesso sinaptonemico

Profase I della Meiosi I

. NelLA DIACINESI si ha la separazione dei cromosomimomologhi, ma mantenendo la loro interazione tramite i chiasmi sino all’ingresso nella metafase

CROMOSOMA BIVALENTE FORMATO DAI CROMOSOMI OMOLOGHI APPAIATIUNITI A LIVELLO DEI CHIASMI OVE E’ AVVENUTA LA RICOMBINAZIONE

PROMETAFASE IPROMETAFASE IPROMETAFASE IPROMETAFASE I

METAFASE IMETAFASE IMETAFASE IMETAFASE I

PROMETAFASE IPROMETAFASE IPROMETAFASE IPROMETAFASE I

METAFASE IMETAFASE IMETAFASE IMETAFASE I

ANAFASE IANAFASE IANAFASE IANAFASE I

. Metafase I

. Anafase I

Nella Metafase I °°°°

allineamento dei cromosomi bivalenti

*tetrade* dei quattro cromatidi

(doppia coppia) sul fuso

Nella Anafase I °°°°

separazione dei cromosomi omologhi e

migrazione ai poli opposti della cellula

-Distruzione dei chiasmi- cromatidi fratelli ancora associati ai

centromeri

I cromosomi omologhi si appaiano e segregano insieme

in cellule figlie diverse, mantenendo uniti i cromatidi

fratelli

°°°°°°°La meiosi I porta a DUE cellule figlie

con un singolo membro di ciascuna coppia di cromosomi (2 cromatidi identici fratelli)

Questa fase consente la ricombinazione omologa tra cromosomi di origine materna e paterna

Avviene solo nella meiosi I mai nella mitosi

Questa fase consente la ricombinazione omologa tra cromosomi di origine materna e paterna

Avviene solo nella meiosi I mai nella mitosi

La meiosi II --> assomiglia alla mitosi

Inizia subito dopo la citochinesi, prima della condensazione dei cromosomi. Non c’e’ interfase.I cromatidi fratelli sono gia’ simili a quelli ottenuti dalla fase S che precede la Mitosi

I cromatidi fratelli si:- Allineano nella METAFASE II- Si separano nell’ANAFASE II- Segregano ai poli nella TELOFASE II- Si dividono nelle due cellule figlie diverse

nella nuova CITOCHINESI

Da una cellula Germinale (diploide)

x Meiosi si ottengono

QUATTRO cellule aploidi (GAMETI)