CICLO
CELLULARE
°°°°°°°°
°°°°°°°
MITOSI/MEIOSI
CICLO CELLULARE
La divisione cellulare e’ regolata per
1) consentire la crescita cellulare
2) replicare il DNA
Negli EUCARIOTI la progressione e’ finemente
regolata da proteine chinasi a loro volta
Controllate da FATTORI DI CRESCITA
Il ciclo viene solitamente suddiviso in 4 fasi
In successione ed e’ UNIDIREZIONALE
CICLO CELLULARE
QUATTRO PROCESSI COORDINATI
1)CRESCITA CELLULARE
2)REPLICAZIONE DEL DNA
3)DISTRIBUZIONE DEI CROMOSOMI
4)DIVISIONE CELLULARE
°°°°°°°°°°°°°°°°°°°°
INTEFASE ------->
fasi G1/S/G2
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
INTERFASE
G1/S/G2
MITOSI
Cromosomi
decondensati e
distribuiti nel nucleo
Condensazione
dei cromosomi
Attiva sintesi proteica
Crescita cellulare
Duplicazione del DNA
Separazione
dei cromosomi
Divisione
cellulare
MITOSI
ORDINE ESSENZIALE PER
MANTENERE COPPIE IDENTICHE DI
CROMOSOMI
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 CROMOSOMI
MITOSI
. Profase
. Prometafase
. Metafase
. Anafase
. Telofase
. Citochinesi
PROFASE
PROFASE
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)
PROFASE
Nella Profase avvengono:
- i cromatidi fratelli rimangono intrecciati
tra di loro durante la fase
S e G2
- sono uniti a livello del CENTROMERO
PROMETAFASE
PROMETAFASE
Nella 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
PROMETAFASE
CENTROMERO
-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
METAFASE
METAFASE
- 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 POLARI
MICROTUBULI DEL CINETOCORE
ANAFASE
ANAFASE
. 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
TELOFASE
TELOFASE
. 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
CITOCHINESI
CITOCHINESI
. 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
MITOSI
Ciclo cellulare delle cellule SOMATICHE
Porta UNA cellula DIPLOIDE a formare DUE cellule
DIPLOIDI con complementi genetici IDENTICI
MEIOSI
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
Cellula DIPLOIDE
cellule che contengono
2 COPIE/CROMOSOMA x TIPO
1 COPPIA/CROMOSOMA x TIPO
Cellule APLOIDE
cellule 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 + XY
FEMMINA 46XX = (22)x2 + XX
Cellula APLOIDE umana
GAMETI MASCHILI
22 + X / 22 + Y
GAMETI FEMMINILI
22 + 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/G2
I 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
Meta
----->
fase II
Pro
Meta
----->
fase I
Meta
----->
fase I
Meta
----->
fase II
MEIOSI I
MEIOSI II
. Profase I
. Profase II
. Prometafase II
. Metafase II
. Anafase II
. Telofase II
. Citochinesi II
- leptotene
- zigotene
- pachitene
- diplotene
- diacinesi
. Prometafase I
. Metafase I
. Anafase I
. Telofase I
. Citochinesi I
PROFASE 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 APPAIATI
UNITI A LIVELLO DEI CHIASMI OVE E’
AVVENUTA LA RICOMBINAZIONE
PROMETAFASE I
METAFASE I
PROMETAFASE I
METAFASE I
ANAFASE 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
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)
