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Il Ciclo Cellulare: Fasi, Controllo e Replicazione, Appunti di Biologia

Il ciclo cellulare, una sequenza di eventi che porta alla divisione di una cellula in due. Il ciclo cellulare è diviso in quattro fasi: g1, s, g2 e m. Ogni fase è caratterizzata da specifici controlli (checkpoint) che verificano l'integrità del dna e la disponibilità di energia e fattori di crescita. La replicazione del dna è un processo semi-conservativo, dove una molecola figlia conserva metà della molecola parentale. Il documento include anche informazioni sulla dna polimerasi e l'inizio della replicazione in eucarioti e procarioti.

Tipologia: Appunti

2019/2020

Caricato il 07/06/2020

r.corcella
r.corcella 🇮🇹

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CICLO CELLULARE
Il ciclo cellulare ha inizio con la formazione di due cellule figlie da una cellula parentale e terminale
con la divisione di queste due cellule.
Il ciclo cellulare è un processo che viene diviso in 4 fasi:
- Fase G1: la cellula si prepara per la duplicazione del DNA ( Accrescimento della cellula )
- Fase S: avviene la replicazione del DNA e la sintesi degli istoni
- Fase G2: la cellula si prepara per la divisione cellulare
- Fase M: avviene la divisione cellulare, attraverso due eventi sovrapposti: divisione del
nucleo (MITOSI) e divisione del citoplasma (CITOCINESI)
CHECKPOINT: Sono una serie di punti 3 per la precisione all’interno del ciclo cellulare durante la
quale la cellula verifica il suo stato e se c’è qualcosa di errato, viene mandata a morte.
1. FASE (G1-S) = Viene verificata l’integrità del DNA che deve essere replicato e se è presente
l’energia necessaria per l’attivazione della MITOSI e i segnali esterni (FATTORI DI CRESCITA=
se non sono presenti i fattori di crescita la cellula viene soppressa , e se una cellula
comincia a replicarsi a suo piacere , vuol dire che ha perso l’inibizione ed è diventata una
cellula tumorale “metastasi”)
2. FASE (G2-M) = Verifica che il DNA replicato sia integro per poter entrare in mitosi
3. FASE M = Poco prima che inizi l’anafe c’è un 3° checkpoint che verifica la stabilità del FUSO
MITOTICO ( se non è costituito in maniera corretta la cellula viene mandata a morte )
Le cellule che si arrestano in g1, in attesa di un segnale che indichi di nuovo l’ingresso nel ciclo
cellulare, sono dette G0.
Ci sono dei particolari punti nel ciclo cellulare di transizione o di controllo, cioè punti in cui la
cellula si arresta e prima di procedere col ciclo cellulare attua una serie di controlli. Questi punti
sono importanti perché la cellula decide se dispone dei requisiti per continuare il ciclo cellulare o
meno.
Questi punti sono:
- Punto di restrizione (start): È un punto di controllo situato in G1, prima di passare la fase S.
Devono esserci una serie di presupposti perché la cellula possa iniziare la duplicazione del
DNA, I fattori che influenzano questo passaggio sono:
LA PRESENZA DI NUTRIENTI SUFFICIENTI, LA PRESENZA DI FATTORI DI CRESCITA,
DIMENSIONI DELLA CELLULA, PRESENZA DI DANNI AL DNA.
Le cellule che non superano questo controllo entrano in una fase detta G0 per periodi più o
meno lunghi fino ha che non ottengono il segnale per rientrare in G1 e oltre passare il
punto di restrizione per entrare nella fase S.
- Punto di transizione G2-M: si decide se la cellula può entrare in mitosi (E si verificano i
passaggi dati in precedenza)
- Punto di transizione e metafase-anafase: si trova nella mitosi fra metafase anafase È la
cellula verifica che tutti i cromosomi si siano attaccati al fuso mitotico.
Tutti gli effetti sui punti di controllo del ciclo cellulare sono mediati da un gruppo di molecole
correlate che si attivano e si inibiscono a vicenda.
Intervengono dunque due classi di molecole: le cicline e le Cdk (proteine chinasi ciclina
dipendenti).
Le Cdk sono proteine che vanno a fosforilare e altre proteine ma la loro attivazione dipende da
loro legame con le cicline; dunque ad un certo punto si devono legare ad una ciclina.
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CICLO CELLULARE

Il ciclo cellulare ha inizio con la formazione di due cellule figlie da una cellula parentale e terminale con la divisione di queste due cellule. Il ciclo cellulare è un processo che viene diviso in 4 fasi:

  • Fase G1: la cellula si prepara per la duplicazione del DNA ( Accrescimento della cellula )
  • Fase S: avviene la replicazione del DNA e la sintesi degli istoni
  • Fase G2: la cellula si prepara per la divisione cellulare
  • Fase M: avviene la divisione cellulare, attraverso due eventi sovrapposti: divisione del nucleo (MITOSI) e divisione del citoplasma (CITOCINESI) CHECKPOINT: Sono una serie di punti 3 per la precisione all’interno del ciclo cellulare durante la quale la cellula verifica il suo stato e se c’è qualcosa di errato, viene mandata a morte.
  1. FASE (G^1 - S) = Viene verificata l’integrità del DNA che deve essere replicato e se è presente l’energia necessaria per l’attivazione della MITOSI e i segnali esterni (FATTORI DI CRESCITA= se non sono presenti i fattori di crescita la cellula viene soppressa , e se una cellula comincia a replicarsi a suo piacere , vuol dire che ha perso l’inibizione ed è diventata una cellula tumorale “ metastasi ”)
  2. FASE (G^2 - M) = Verifica che il DNA replicato sia integro per poter entrare in mitosi
  3. FASE M = Poco prima che inizi l’anafe c’è un 3° checkpoint che verifica la stabilità del FUSO MITOTICO ( se non è costituito in maniera corretta la cellula viene mandata a morte ) Le cellule che si arrestano in g1, in attesa di un segnale che indichi di nuovo l’ingresso nel ciclo cellulare, sono dette G0. Ci sono dei particolari punti nel ciclo cellulare di transizione o di controllo, cioè punti in cui la cellula si arresta e prima di procedere col ciclo cellulare attua una serie di controlli. Questi punti sono importanti perché la cellula decide se dispone dei requisiti per continuare il ciclo cellulare o meno. Questi punti sono:
  • Punto di restrizione (start): È un punto di controllo situato in G1, prima di passare la fase S. Devono esserci una serie di presupposti perché la cellula possa iniziare la duplicazione del DNA, I fattori che influenzano questo passaggio sono: LA PRESENZA DI NUTRIENTI SUFFICIENTI, LA PRESENZA DI FATTORI DI CRESCITA, DIMENSIONI DELLA CELLULA, PRESENZA DI DANNI AL DNA. Le cellule che non superano questo controllo entrano in una fase detta G0 per periodi più o meno lunghi fino ha che non ottengono il segnale per rientrare in G1 e oltre passare il punto di restrizione per entrare nella fase S.
  • Punto di transizione G2-M: si decide se la cellula può entrare in mitosi (E si verificano i passaggi dati in precedenza)
  • Punto di transizione e metafase-anafase: si trova nella mitosi fra metafase anafase È la cellula verifica che tutti i cromosomi si siano attaccati al fuso mitotico. Tutti gli effetti sui punti di controllo del ciclo cellulare sono mediati da un gruppo di molecole correlate che si attivano e si inibiscono a vicenda. Intervengono dunque due classi di molecole: le cicline e le Cdk (proteine chinasi ciclina dipendenti). Le Cdk sono proteine che vanno a fosforilare e altre proteine ma la loro attivazione dipende da loro legame con le cicline; dunque ad un certo punto si devono legare ad una ciclina.

Si chiamano cicline perché sono presenti in maniera ciclica a differenza delle Cdk che sono sempre presenti ma non sono attive finché non si legano alle cicline, in seguito una sostanza proteica e ATP si legano al Cdk E la proteina fosforilata regola il ciclo cellulare. REPLICAZIONE SEMICONSERVATIVA: La replicazione del DNA (fase S) è un processo semi-conservativo , ovvero uno dei due filamenti di DNA neoformati è parentale mentre l’altro è sintetizzato dunque in ciascuna molecola figlia è conservata metà della molecola parentale. In passato furono proposti inizialmente tre diversi modelli per la replicazione del DNA: MODELLO SEMI-CONSERVATIVO (corrispondente alla realtà) MODELLO CONSERVATIVO MODELLO DISPERSIVO nel modello conservativo, i due filamenti di un elica servono da stampo per i due filamenti nuovi di DNA, ma rimangono appaiati dopo la duplicazione e i due filamenti di nuova sintesi si appaiano. Nel modello dispersivo il DNA viene frammentato, quindi il nuovo e il vecchio DNA coesistono nello stesso filamento dopo la replicazione. La conferma del modello semiconservativo arriva dall’esperimento di Meselson e Stahl; Dove per distinguere i filamenti di DNA nuovi da quelli vecchi utilizzarono due isotopi dell’azoto: 14 N e 5 N , fecero crescere dei batteri per molte generazioni in un terreno con cloruro di ammonio marcato con 15 N, in modo che questo isotopo PESANTE venisse incorporato nelle molecole di DNA. Trasferire una poi i batteri in un terreno 14 N. Tutti i filamenti sintetizzati dopo il trasferimento avrebbero incorporato l’isotopo più LEGGERO. I nuovi filamenti potevano essere distinti dai vecchi con una centrifugazione all’equilibrio di densità e i due scienziati osservarono che dopo un ciclo di replicazione nel terreno con l’isotopo più leggero, ogni molecola presentava un filamento vecchio ( isotopo più pesante ) ed un filamento nuovo ( isotopo più leggero ) e la loro densità era intermedia fra quella del DNA pesante e quella del DNA leggero. DNA POLIMERASI Kornberg trovo che è un enzima da lui isolato dai batteri era in grado di copiare il DNA in provetta, questo enzima da lui chiamato DNA polimerasi richiedeva che fosse presente una piccola quantità di DNA per fare da stampo. In presenza di tale stampo questo enzima catalizza l’allungamento dei filamenti di DNA utilizzando come substrati i desossinucleosidi trifosfati derivati dalle quattro basi. Nella reazione catalizzata della DNA polimerasi e, i nucleotidi che vengono incorporati sono legati covalentemente all’estremità 3’-oh del filamento di DNA in fase di allungamento; In altre parole, l’allungamento del filamento avviene all’estremità 3’ quindi si dice che la catena cresce in direzione 5’à 3’ ORIGINI DI REPLICAZIONE E INIZIO REPLICAZIONE IN EUCARIOTI E PROCARIOTI Il punto in cui ha inizio la replicazione virale detto origine di replicazione e contiene una sequenza di DNA particolare; il processo ha inizio quando uno specifico gruppo di proteine iniziatrici si lega a questa sequenza e, utilizzando energia dell’ATP svolge la doppia elica.