IL NUCLEO
Il nucleo
IL NUCLEO
IL NUCLEO
• Nelle cellule eucariotiche c’è il nucleo, una
sferetta formata da una membrana che
contiene acidi nucleici (DNA o acido
desossiribonucleico; RNA; proteine)
• Il DNA è la molecola di cui sono fatti i geni,
che portano tutte le informazione per far
funzionare la cellula.
Nuclei al MO
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Nucleo al ME
Cisterna perinucleare
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Nucleo al ME
Cisterna perinucleare e RER
*
IL NUCLEO
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Cromatina
Nucleolo
IL NUCLEO
Involucro nucleare
IL NUCLEO
Differenti forme di nuclei
IL NUCLEO
spermatozoo
IL NUCLEO
Leucociti del sangue
NUCLEI
IL NUCLEO
NUCLEO FUSIFORME DI CELLULA
SATELLITE
IL NUCLEO
OSTEOCLASTO CON
NUMEROSI NUCLEI
IL NUCLEO
Correlazioni tra struttura e funzione:
Il nucleo cellulare è un organello di importanza fondamentale
perché contiene i nostri geni ed i loro relativi fattori di
controllo. Esso ha il compito di:
1) conservare i geni nei cromosomi;
2) organizzare i geni nei cromosomi per consentire la
divisione cellulare;
3) organizzare la despiralizzazione del DNA per la
trascrizione dei geni;
4) produrre i messaggi (mRNA) che codificano per le
proteine;
5) produrre i ribosomi nel nucleolo;
6) permettere il trasporto dei fattori di regolazione e dei
prodotti genici attraverso i pori nucleari.
INVOLUCRO NUCLEARE
È formato da due membrane,
che sono una estensione e una
specializzazione delle membrane del RER
È attraversato da numerosi pori,
che permettono la comunicazione tra nucleo e
citoplasma
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Lamina fibrosa nucleare
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Involucro nucleare
al freeze-etching
IL NUCLEO
IL NUCLEO
A
B
A: faccia citoplasmatica; B: faccia
nucleare del complesso del poro
PORI NUCLEARI
IL NUCLEO
IL NUCLEO
IL NUCLEO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO
EUCROMATINA
•struttura filamentosa delicata
•molto abbondante in cellule in attiva trascrizione
(le regioni di DNA che subiscono la trascrizione o la
duplicazione debbono essere srotolate prima che la
sequenza genica sia letta).
ETEROCROMATINA
-forma condensata della cromatina (placche dense)
-Inattiva dal punto di vista della trascrizione.
-E’ addossata alla membrana nucleare, ma si
interrompe in corrispondenza dei pori nucleari.
-In alcuni casi, l’eterocromatina si dispone a “ruota
di carro”.
-Abbondante in cellule quiescenti o in cellule di
riserva (ad es.: piccoli linfociti), che restano in
attesa di esporsi ad antigeni estranei.
CROMATINA
È costituita da:
DNA
e proteine basiche dette ISTONI
Gli istoni formano delle strutture globulari dette
nucleosomi, intorno ai quali si avvolge il DNA. Se i
nucleosomi sono molto addensati tra loro avremo
eterocromatina
Se i nucleosomi sono meno addensati
avremo eucromatina
SPIRALIZZAZIONE DEL DNA
Distinti livelli di
spiralizzazione del
DNA rintracciabili
nel cromosoma
IL NUCLEO
IL NUCLEO
IL NUCLEO
IL NUCLEO
In alto: avvolgimento dei nucleosomi nella fibra cromatinica da 30 nm.
In basso: schema di nucleosomi.
CROMATINA E SPIRALIZZAZIONE DEL
DNA
NUCLEO
IL NUCLEO
COME DNA E ISTONI SONO ORGANIZZATI NEL
NUCLEO
IL NUCLEO
A
IL NUCLEO
B
A) Fibre di cromatina di 20-30 nm. B) Dopo ulteriore stiramento (10 nm)
I cromosomi umani
IL NUCLEO IL NUCLEO
EUCROMATINA
IL NUCLEO
ETEROCROMATINA
Porzioni di cromatina
molto spiralizzata
(elettrondensa al TEM)
I L NUCLEO
Il DNA non viene
trascritto
Eterocromatina
IL NUCLEO
Eritroblasto con eritrociti
ETEROCROMATINA
IL NUCLEO
Eritroblasto
IL NUCLEO
ETEROCROMATINA
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Megacariocito: i nuclei, poliploidi, possono contenere fino a 64N, cioé avere
32 copie del normale contenuto in DNA
NUCLEOLO
• Regione granulare densa all’interno del nucleo
• È formato da DNA, RNA e proteine (ribosomali)
• È il sito di produzione dei ribosomi
• Mostra tre diverse zone
l’organizzatore nucleolare
una porzione fibrosa
una porzione granulare
IL NUCLEOLO AL MICROSCOPIO ELETTRONICO
nucleoli al MO
IL NUCLEO
IL NUCLEO
Il citoscheletro
• Definizione operativa: è l’insieme di
strutture filamentose, di natura
proteica, che restano nel citoplasma
della cellula eucariotica dopo
estrazione con detergenti non ionici.
IL CITOSCHELETRO
citoscheletro
RETE MICROTRABECOLARE
CITOSCHELETRO
È costituito da 3 classi di proteine del citosol che si
aggregano a formare filamenti specifici
Microtubuli di 25 nm di diametro, composti dalla
proteina globulare tubulina
Filamenti intermedi di 10 nm, formati da diverse
proteine fibrose, che variano nei diversi tipi cellulari
Microfilamenti di 5 nm, composti dalla proteina
globulare actina
A
Microtubuli
CITOSCHELETRO
B Filamenti intermedi
C
Microfilamenti o filamenti sottili (di actina)
Schema
che
raffigura i
tre tipi di
elementi
citoscheletrici
CITOSCHELETRO
•Fornisce un supporto stabile per organuli e
macromolecole entro il citoplasma libero
•Presiede alla motilità cellulare (traffico
citoplasmatico di organuli e vescicole, raggruppamento
o clustering dei recettori di membrana, emissione di
pseudopodia, divisione cellulare, locomozione, ecc.)
•Contribuisce a definire la forma della cellula.
Alcuni esempi di strutture
citoscheletriche
I filamenti di actina
formano fasci di varia lunghezza in base alle
funzioni da svolgere nelle cellule non muscolari.
Questi fasci si associano in tre differenti tipi:
Reti gelificate in associazione alla filamina
(impalcatura della corteccia cellulare)
Fasci paralleli in associazione a villina e fimbrina
(impalcatura dei microvilli)
Fibrille contrattili in associazione alla miosina
(movimento di vescicole e organelli, eso- ed
endocitosi, migrazione cellulare)
RETI GELIFICATE: Corteccia cellulare
Membrana plasmatica
IL CITOSCHELETRO
actina
filamina
E’ composta da un fitto feltro di actina e proteine di collegamento, tra
le quali spicca la filamina. La proteina gelsolina (in presenza di Ca++
ed ATP) rompe i filamenti di actina diminuendo la viscosità della rete
gelificata, consentendo così variazioni di forma cellulare o la fusione
di vescicole e granuli di secrezione con il plasmalemma.
I MICROVILLI
Microvilli
IL CITOSCHELETRO
sezione
longitudinale
Sezione
trasversale
L’impalcatura citoscheletrica
dei microvilli si continua con il
terminal web (trama
terminale) una rete contrattile
di actina e spettrina.
IL CITOSCHELETRO
La contrazione della trama
determina una espansione dei
microvilli e una loro maggiore
efficienza nell’assorbimento.
FIBRILLE CONTRATTILI: associazioni con la miosina
IL
ACTINA
CITOSCHELETRO
MIOSINA
I Filamenti intermedi
Classi dei FI
• I classe
• II classe
• III classe
• IV classe
• V classe
• VI classe
cheratine acide
cherat. basiche o neutre
vimentina
desmina
GFAP*
prot. dei neurofilam. (NF)
lamìne nucleari A, B e C
nestina
(epiteli)
(epiteli)
(fibroblasti, cell. endotel.)
(cellule muscolari)
(astrociti, c. di Schwann)
(neuroni)
(involucro nucleare)
(in varie cellule staminali)
* proteina fibrillare acida della glia delle cellule nervose
Filamenti intermedi nei
desmosomi
IL CITOSCHELETRO
Placca di
desmoplachina
desmogleine
Filamenti di
citocheratina
I Microtubuli
Microtubuli del fuso mitotico colorati (in verde) con anticorpi fluorescenti antitubulina (i cromosomi sono in rosso).
IL CITOSCHELETRO
Microtubuli nella cellula in interfase
IL CITOSCHELETRO
Immunofluorescenza con anticorpi anti-tubulina
CIGLIA E FLAGELLI
Le ciglia sono appendici
cellulari lunghe dai 5 ai 10
mm, di diametro pari a
circa 0,2 mm. Perciò, sono
al limite del potere
risolutivo del MO.
IL CITOSCHELETRO
a
b
Spermatozoi di cavia (a) e umani (b). Il
flagello può raggiungere i 60 mm di
lunghezza nell’uomo.
MAP: chinesina e dineina citoplasmatica
CHINESINA
CITOSCHELETRO
Molecole di chinesina e di dineina citoplasmatica
fungono da motori microtubulari, veicolando ipotetici
organelli lungo un microtubulo
DINEINA
CITOPLASMATICA
altre animazioni
• Molecular Motor Struts Like Drunken Sailor
• https://www.youtube.com/watch?v=-7AQVbrmzFw
• Molecular motors, built from proteins, are a kind of
transport service that keep us functioning by trafficking
essential chemical packages throughout the cell. To
understand how molecular motors work, some researchers
are creating animations. Here, each "leg" of a molecular
motor called dynein moves as it progresses along a cellular
structure called a microtubule. New data—collected by a
team led by Samara Reck-Peterson and published online
Jan. 8, 2012, in "Nature Structural & Molecular
Biology"—suggest that dynein's walk is even stranger than
the one modeled.
Due tipologie di citoscheletro
- Citoscheletro Statico
(microtubuli e filamenti intermedi)
- Citoscheletro Dinamico
(microfilamenti e proteine contrattili associate)
Citoscheletro Dinamico
• Nel citoplasma, ci sono molecole capaci di
variare attivamente la loro posizione reciproca
nello spazio e che, interagendo con
l’impalcatura, generano il movimento. Queste
macromolecole sono l’actina, le miosine, le
molecole miosina-simili e le proteine con
funzione di regolazione ad esse associate.
Il movimento
cellulare
IL CITOSCHELETRO
