La regolazione del ciclo cellulare PDF

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come il ciclo cellulare, quindi accrescimento divisione vengono regolate....

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La re regolazione golazione del cic ciclo lo cellulare Nel nostro organismo la riproduzione cellulare serve per tutti i processi di crescita e sviluppo, ma anche per il rinnovamento del tessuto. Nei procarioti come anche negli eucarioti, in condizioni ottimali (presenza di nutrienti nell’ambiente) un organismo può dividersi anche ogni venti minuti. Negli eucarioti la divisone cellulare è più complessa a causa della presenza di più cromosomi. Si può parlare sia di mitosi che di meiosi. Le fasi principali sono: G1 (un cromosoma è una singola molecola); S (processo semi-conservativo, fase di sintesi del DNA); G2 (che precede la fase vera e propria della mitosi, dove si ha la divisione cellulare, per poi concludersi con la citodieresi, processo che divide la cellula grazie a componenti citoscheletriche.) Ma come si arriva da un passaggio l’altro? Il sistema di controllo del ciclo cellulare comprende molecole regolatorie che inducono una sequenza specifica di eventi. Il passaggio da una fase all’altra prende il nome di regolazione ciclo-cellulare, è il sistema di controllo che comprende le molecole regolatorie, che inducono una sequenza specifica di eventi. Per il ciclo cellulare esistono punti di controllo che bloccano reversibilmente l’innesco di eventi chiave. Bloccano reversibilmente perché finché i punti esercitano la cellula resta bloccata in una determinata fase, quando si bloccano la cellula passa alla fase successiva. Quando una cellula non ha completato le fasi che precedono un punto di controllo del ciclo cellulare, il punto di controllo è attivo e blocca il ciclo cellulare. Quando le fasi sono completate, il punto viene inattivato. 1. Punto di controllo G1-S (punto di restrizione R) garantisce che la cellula abbia i necessari fattori di crescita e gli enzimi per sintetizzare il DNA. In assenza dei segnali corretti che indicano che la cellula è pronta per procedere, il punto di controllo non consente l’inizio della sintesi del DNA 2. Punto di controllo G2-M questo punto di controllo garantisce che la replicazione del DNA sia terminata prima dell’inizio della mitosi. Se una cellula ha del DNA danneggiato o non completamente replicato il punto di controllo non consente di entrare in mitosi. 3.

Punto di controllo Metafase-Anafase, questo punto di controllo si trova alla fine della metafase e impedisce l’inizio dell’anafase fintanto che i cinetocori non sono tutti correttamente attaccati alle fibre del fuso a livello del piano equatoriale della cellula.

Chinasi-cic Chinasi-ciclina-dipendenti lina-dipendenti I segnali che controllano le fasi del ciclo cellulare agiscono per mezzo di proteina chinasi. L’avanzamento del ciclo cellulare dipende dall’attività di chinasi ciclina-dipendenti, dette Cdk. Una proteina chinasi è un enzima che catalizza il trasferimento di un gruppo fosfato dall’ATP a una proteina bersaglio, questo trasferimento è detto fosforilazione. Le Cdk non sono attive da sole, devono essere attivate da un secondo tipo di proteina, la ciclina. Essa attiva la Cdk alterando la forma del suo sito attivo. Il complesso Cdk-ciclina controlla le fasi del ciclo cellulare. La ciclina Cdk catalizza la fosforilazione di una proteina chiamata “proteina del retinoblastoma” (RB). In molte cellule una RB agisce inibendo il ciclo cellulare tra G1-S. per iniziare il ciclo cellulare una data cellula deve rimuovere il blocco di RB. Ed è in questo punto che il complesso ciclina-Cdk entra in campo catalizzando la fosforilazione in molti punti di RB, questo causa un cambiamento strutturale di RB che ne produce l’inattivazione. Con RB non più funzionante, il ciclo cellulare può procedere. Quindi i passaggi del ciclo cellulare sono regolati dalle Cdk, e di conseguenza regolare le Cdk è il modo con cui si può regolare il ciclo cellulare. Un modo efficace per regolare le Cdk è agire sulla presenza-assenza delle cicline: se la ciclina non è presente la sua Cdk non è attiva. Le cicline sono presenti ciclicamente, cioè sono sintetizzate solamente in certi periodi del ciclo cellulare. I differenti complessi ciclina-Cdk funzionano come punti di controllo del ciclo cellulare, trasduzioni del segnale che regolano il progredire del ciclo cellulare

Come avviene l’attivazione del ciclo dei punti di controllo. Deve essere attivata la chinasi ciclina-dipendente, che controllano la fosforilazione di altre proteine, regolando in questo modo le transizioni da una fase all’altra del ciclo cellulare. La ciclica non è sempre presente ma deve essere sintetizzata. La chinasi invece è sempre presente e viene riciclata. Esistono diversi tipi di CdK che presentano siti specifici per ogni passaggio. Grazie a numerosi studi dei vari stadi del ciclo cellulare è possibile misurare la produzione e la presenza delle varie sostanza. IMPORTANTE: la chinasi c’è sempre, ma si attiva solo quando viene sintetizzata la ciclina che è appunto ciclica. Quindi CdK è una chinasi che promuove reazioni di fosforilazione ed è dipendenze dalla ciclica.

Processo:  

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Cellula in fase G1 Inizio del ciclo cellulare, si deve passare il punto di restrizione G1-S, viene allora prodotta la Ciclina, la cui sintesi è regolata e soppressa dalla proteina p21. La ciclina va incontro alla chinasi ciclica dipendente. È stata attivata la CdK facendo esporre il suo sito attivo, così che questo complesso possa fosforilare una proteina, precisamente la RB (retino blastoma, proteina che ha il compito di impedire il passaggio dal punto di restrizione), che viene inibita permettendo alla cellula di superare questa fase e iniziare il ciclo

Ci sono degli eventi che bloccano il ciclo cellulare:  In G1 se il DNA è danneggiato;

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In S se la replicazione è incompleta G2 se c’è un danno al DNA M cromosoma non attaccato al fuso

Anche fattori interni ed esterni alla cellula influenzano tali processi. Affinché una cellula cresca servono anche dei fattori esterni, tra i quali troviamo i fattori di crescita. Sono stati scoperti in vitro, è stato visto che culture cellulari con tessuti ridotti a cellule, in cui erano presenti i nutrienti, si dividono, e quindi il ciclo cellulare si attiva. Dove non sono presenti questi fattori esterni le cellule non crescono.

Le proteine regolatrici delle tappe del ciclo cellulare possono essere  Positive: fattori crescita che stimolano il ciclo;  Negative: che inibiscono il ciclo cellulare. Le proteine oncogeniche sono derivate da regolatori positivi normali che mutano dividendo eccessivamente la cellula. I soppresso-tumorali sono regolatori negativi, che sono inattivi nelle cellule tumorali...