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Le cellule eucariotiche svolgono durante la loro vita una serie ordinata di eventi che costituiscono il
Ciclo Cellulare.
Interfase comprende le fasi G1, S, and G2
Le macromolecole come proteine e lipidi sono sintetizzate durante la fase G1
Il DNA è sintetizzato durante la fase S.
Nelle cellule in proliferazione le 4 fasi impiegano dalle 10 – 20 orein dipendenza del tipo cellulare
Il DNA è sintetizzato durante la fase S.
Durante la G2 le cellule si preparano alla divisione (M) il DNA duplicato viene suddiviso alle due cellule figlie.
Le cellule che non si dividono escono dal normale ciclo ed entrano nella G0.
Postmitotic cells in multicellular organisms can “exit” the cell cycle
and remain for days, weeks, or in some cases (e.g., nerve cells and
cells of the eye lens) even the lifetime of the organism without
Proliferation or Differentation
cells of the eye lens) even the lifetime of the organism without
proliferating further.
Most postmitotic cells in vertebrates exit the cell cycle in G1, entering
a phase called G0 .
G0 cells returning to the cell cycle enter into the S phase;
this reentry is regulated, thereby providing control of cell
proliferation
In all multicellular organisms, the choice depends on an
elaborate intercellular communication network
that coordinates that coordinates
the growth, differentiation, and metabolismof the
multitude of cells in diverse tissues and organs.
Following mitosis (M), daughter cells contain 2n chromosomes in diploid organisms.
In proliferating cells, G1 is the period between “birth” of a cell following mitosis and the initiation of DNA synthesis, which marks the beginning of
The fate of a single parental chromosome throughout the eukaryotic cell cycle.
synthesis, which marks the beginning of the S phase.
At the end of the S phase, cells enter G2containing twice the number of chromosomes as G1 cells.
The end of G2 is marked by the onset of mitosis, during which numerous events leading to cell division occur.
Although chromosomes condense only during mitosis, they are shown in condensed form to emphasize the
number of chromosomes at different cell-cycle stages.
La replicazione del DNA in procarioti ed eucariotiavviene con un meccanismosemiconservativo, medianteil quale i due filamenti di DNA a doppia elica sonoseparati e nuovi filamenti complementari sono sintetizzatisullo stampo di ciascuna delle due eliche parentali
Gli enzimi che catalizzano la sintesi del DNA sono chiamati
DNA polimerasi
Precursori desossi-nucleotidi trifosfati
DNA stampo
DNA polimerasi
Perché il DNA subisca il processo di replicazione sono necessari:
Precursori desossi-nucleotidi trifosfati (dNTP)
C si appaia con G
A si appaia con T
Si forma un legame
fosfo-diesterico
dNTP
La direzione della sintesi è sempre 5’ 3’
Le DNA polimerasinon sono in grado di iniziare la sintesi di un nuovo filamento, ma hanno bisogno di
una estremità 3’ OH libera a cui unire il nucleotide entrante
Presenza di unPRIMERPRIMER
nucleotide entrante
Il primer è sintetizzato da una RNA polimerasi chiamata
DNA primasiDNA primasi
DNA primasi
Primer di RNA di 11 nucleotidi circa
DNA polimerasi
SI
La Duplicazione del filamento che ha direzione 3’- 5’ è continua
La Duplicazione del filamento che ha direzione 5’- 3’ è discontinua
Dove la sintesi è discontinua vengono prodotti
brevi tratti di DNA chiamati frammenti di Okazakibrevi tratti di DNA chiamati frammenti di Okazaki
Replicazione semidiscontinua
La DNA polimerasi I sostituisce l’innesco di
RNA con DNA
Azione della DNA Ligasi
Si forma un legame fosfodiesterico
Elicasi
SSBP: single strand binding proteins
Proteine principali coinvolte nella sintesi del DNA
SSBP: single strand binding proteins
RNA polimerasi
DNA polimerasi
Topoisomerasi
La La DNA elicasiDNA elicasi
svolge il DNAsvolge il DNAsvolge il DNAsvolge il DNA
SSBP
SSBP Elicasi
DNA polimerasi IIIDNA polimerasi I
DNA polimerasi dei procarioti
DNA pol I Polimerizzazione5’-3’
attività esonucleasica 3’-5’
attività esonucleasica 5’-3’
DNA pol II Polimerizzazione5’-3’
attività esonucleasica 3’-5’
No5’-3’ esonucleasica 3’-5’
DNA pol III Polimerizzazione5’-3’
attività esonucleasica 3’-5’
No
L’attività esonucleasica 3’ – 5’ consente all’enzima di “tornare indietro” e correggere eventuali errori
DNA polimerasi degli eucarioti
PROCARIOTI
EUCARIOTI
Bolla di replicazione
Origine di replicazione
Negli eucarioti vi sono diverse origini di replicazione, altrimenti la replicazione di un
intero cromosoma richiederebbe moltissime ore
Replicazione bidirezionale
Telomerasi
La Telomerasiè un complesso ribonucleoproteico costituito dalla trascrittasi inversa(componente proteica) e da un RNA stampo
Aggiunge ripetizioni telomeriche alle estremità dei Aggiunge ripetizioni telomeriche alle estremità dei cromosomi, prevenendo la perdita dei telomeri dovuta ai continui cicli di replicazione
La replicazione alle estremità dei cromosomi