Ciclo Cellulare

Question 1

Cosa sono e come si classificano le 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐞 𝐬𝐭𝐚𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥𝐢?

Answer 1

Le cellule staminali sono cellule indifferenziate, capaci di generare altri tipi cellulari
• 𝐭𝐨𝐭𝐢𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐭𝐢, possono differenziarsi in qualunque cellula dell’organismo (es. zigote)
• 𝐩𝐥𝐮𝐫𝐢𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐭𝐢, non possono dare vita ad un intero organismo ma possono differenziarsi in qualunque cellula appartenente allo stesso foglietto embrionale
• 𝐦𝐮𝐥𝐭𝐢𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐭𝐢, possono differenziarsi in un numero limitato di tipi cellulari (es. cellule staminali ematopoietiche del midollo osseo rosso)
• 𝐮𝐧𝐢𝐩𝐨𝐭𝐞𝐧𝐭𝐢, possono differenziarsi in un solo tipo di cellula (es. cellule dello strato basale dell’epidermide)

Question 2

Che differenza c’è tra il DNA di una cellula 𝐢𝐧𝐝𝐢𝐟𝐟𝐞𝐫𝐞𝐧𝐳𝐢𝐚𝐭𝐚 e quello di una cellula 𝐝𝐢𝐟𝐟𝐞𝐫𝐞𝐧𝐳𝐢𝐚𝐭𝐚?

Answer 2

La sequenza di basi del DNA è 𝐢𝐝𝐞𝐧𝐭𝐢𝐜𝐚 𝐢𝐧 𝐭𝐮𝐭𝐭𝐞 𝐥𝐞 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐞 𝐝𝐞𝐥𝐥’𝐨𝐫𝐠𝐚𝐧𝐢𝐬𝐦𝐨, cambia soltanto l’𝐨𝐫𝐠𝐚𝐧𝐢𝐳𝐳𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐝𝐞𝐥𝐥𝐚 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐧𝐚: nelle cellule indifferenziate, prevale l’eucromatina, nelle cellule differenziate prevale invece l’eterocromatina (quando è solo eterocromatina si parla di nucleo picnotico)

Question 3

Cos’è il 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐨 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐚𝐫𝐞 e quali sono le sue fasi?

Answer 3

Il ciclo cellulare consiste nell’insieme di eventi che separano una divisione cellulare dall’altra.
Esistono due fasi principali:
• 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐟𝐚𝐬𝐞, durante la quale la cellula svolge la sua attività metabolica e duplica il proprio DNA
• 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚/𝐦𝐞𝐢𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚, la effettiva divisione cellulare

Question 4

In quali fasi si divide l’𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐟𝐚𝐬𝐞?

Answer 4

• 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐠𝐚𝐩 𝟏, in cui la cellula raddoppia le proprie dimensioni e produce nuovi organuli ed enzimi per la duplicazione del proprio patrimonio genetico
• 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐝𝐢 𝐬𝐢𝐧𝐭𝐞𝐬𝐢, in cui avviene la 𝐫𝐞𝐩𝐥𝐢𝐜𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 del DNA, che trasforma i cromosomi da monocromatidici a bicromatidici (cromatidi fratelli sono uniti a livello del centromero). In questa fase si duplica anche il 𝐜𝐞𝐧𝐭𝐫𝐨𝐬𝐨𝐦𝐚 (coppia di centrioli necessaria alla formazione del fuso mitotico)
• 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐠𝐚𝐩 𝟐, in cui si completano i processi di crescita e formazione degli organuli, si correggono eventuali errori del DNA

Question 5

Cosa succede tra un passaggio e l’altro del 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐨 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐚𝐫𝐞?

Answer 5

Agiscono le:
• 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐞 che si complessano con le 𝐂𝐝𝐊 attivandole
• 𝐜𝐡𝐢𝐧𝐚𝐬𝐢 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐝𝐢𝐩𝐞𝐧𝐝𝐞𝐧𝐭𝐞 o 𝐂𝐝𝐊, enzimi ad azione 𝐟𝐨𝐬𝐟𝐨𝐫𝐢𝐥𝐚𝐭𝐢𝐯𝐚 che attivano le proteine

Question 6

A cosa corrispondono i picchi di 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐞?

Answer 6

• 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐃 fa iniziare tutto
• 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐄 fa iniziare la 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐒
• 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐀 fa iniziare la 𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐆𝟐
• 𝐜𝐢𝐜𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐁 fa iniziare la 𝐌𝐢𝐭𝐨𝐬𝐢

Question 7

Come funzionano i 𝐬𝐢𝐬𝐭𝐞𝐦𝐢 𝐝𝐢 𝐜𝐨𝐧𝐭𝐫𝐨𝐥𝐥𝐨 del ciclo cellulare?

Answer 7

Alcune proteine come 𝐩𝟓𝟑 (il guardiano del genoma) controllano che le cellule che presentano danni al DNA e che potrebbero dar vita a cellule tumorali vadano in contro ad 𝐚𝐩𝐨𝐩𝐭𝐨𝐬𝐢, anziché a mitosi/meiosi

Question 8

Come si dividono le cellule in base alla loro 𝐜𝐚𝐩𝐚𝐜𝐢𝐭𝐚’ 𝐩𝐫𝐨𝐥𝐢𝐟𝐞𝐫𝐚𝐭𝐢𝐯𝐚?

Answer 8

• 𝐥𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢 = si dividono in modo continuo per permettere il ricambio di un tessuto (es. cellule dello strato basale dell’epidermide)
• 𝐬𝐭𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢 = sono quiescenti, ma in presenza di opportuni stimoli riprendono il ciclo per ricostituire i tessuti persi (es. epatociti)
• 𝐩𝐞𝐫𝐞𝐧𝐧𝐢 = sono altamente differenziate e specifiche e non possono essere sostituiti (es. neuroni, cellule muscolari striate)

Question 9

Cos’è la 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐬𝐢 e cosa produce?

Answer 9

La 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐬𝐢 è un processo di 𝐫𝐢𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐚𝐬𝐞𝐬𝐬𝐮𝐚𝐭𝐚 che produce 2 cellule 𝐠𝐞𝐧𝐨𝐭𝐢𝐩𝐢𝐜𝐚𝐦𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐢𝐝𝐞𝐧𝐭𝐢𝐜𝐡𝐞 (fenotipicamente non per forza). Più specificamente, per mitosi si intende la divisione del materiale genetico, il processo che porta alla ripartizione citoplasmatica e alla reale formazione di due cellule figlie è definito 𝐜𝐢𝐭𝐨𝐝𝐢𝐞𝐫𝐞𝐬𝐢.

Question 10

Quali sono le 𝐟𝐚𝐬𝐢 della 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐬𝐢?

Answer 10

La mitosi si divide in quattro 𝐟𝐚𝐬𝐢:
• 𝐩𝐫𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞
• 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞
• 𝐚𝐧𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞
• 𝐭𝐞𝐥𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞
Alcuni considerano una quinta fase, la 𝐩𝐫𝐨𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞, intermedia tra la profase e la metafase.

Question 11

Cosa succede in 𝐩𝐫𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 11

• il 𝐧𝐮𝐜𝐥𝐞𝐨𝐥𝐨 non è più evidente
• la 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐧𝐚 si condensa e si spiralizza
• i 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 sono composti da due cromatidi fratelli, uniti a livello del 𝐜𝐞𝐧𝐭𝐫𝐨𝐦𝐞𝐫𝐨, al quale si associa il 𝐜𝐢𝐧𝐞𝐭𝐨𝐜𝐨𝐫𝐞 che si lega ai microtubuli del fuso mitotico
• i 𝐜𝐞𝐧𝐭𝐫𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 iniziano a mirare verso i poli opposti della cellula organizzando il 𝐟𝐮𝐬𝐨 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐨, una trama di microtubuli che permettono lo spostamento e la separazione dei cromosomi

Question 12

Cosa succede in 𝐩𝐫𝐨𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 12

• I due 𝐜𝐞𝐧𝐭𝐫𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 si posizionano ai poli opposti della cellula
• si completa la formazione del 𝐟𝐮𝐬𝐨 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐨, formato da fibre 𝐩𝐨𝐥𝐚𝐫𝐢 (da un polo all’altro della cellula); fibre dell’𝐚𝐬𝐭𝐞𝐫 (dal centrosoma verso la periferia della cellula); fibre del 𝐜𝐢𝐧𝐞𝐭𝐨𝐜𝐨𝐫𝐞, che permettono il distacco dei cromatidi fratelli
• si dissolve la 𝐦𝐞𝐦𝐛𝐫𝐚𝐧𝐚 𝐧𝐮𝐜𝐥𝐞𝐚𝐫𝐞

Question 13

Cosa succede in 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 13

• i cromosomi si dispongono in fila sul 𝐩𝐢𝐚𝐧𝐨 𝐞𝐪𝐮𝐚𝐭𝐨𝐫𝐢𝐚𝐥𝐞 o 𝐩𝐢𝐚𝐬𝐭𝐫𝐚 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐢𝐜𝐚 con i cinetocori rivolti verso i poli opposti

Question 14

Cosa succede in 𝐚𝐧𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 14

• i due 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢 𝐟𝐫𝐚𝐭𝐞𝐥𝐥𝐢 𝐬𝐢 𝐬𝐞𝐩𝐚𝐫𝐚𝐧𝐨 e si allontanano verso i poli: da 46 cromosomi bicromatidici si ottengono 92 cromosomi monocromatidici

Question 15

Cosa succede in 𝐭𝐞𝐥𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞 𝐦𝐢𝐭𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 15

• i 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 𝐦𝐨𝐧𝐨𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢𝐜𝐢 raggiungono i poli opposti
• le 𝐟𝐢𝐛𝐫𝐞 del fuso si 𝐝𝐢𝐬𝐩𝐞𝐫𝐝𝐨𝐧𝐨
• si riformano le 𝐦𝐞𝐦𝐛𝐫𝐚𝐧𝐞 𝐧𝐮𝐜𝐥𝐞𝐚𝐫𝐢 intorno ai cromosomi
• i cromosomi si de-condensano
• si svolge il processo di 𝐜𝐢𝐭𝐨𝐝𝐢𝐞𝐫𝐞𝐬𝐢

Question 16

Cosa fa il processo di 𝐜𝐢𝐭𝐨𝐝𝐢𝐞𝐫𝐞𝐬𝐢?

Answer 16

Si forma un anello contrattile costituito da fibre di 𝐚𝐜𝐭𝐢𝐧𝐚 che, contraendosi, forma un 𝐬𝐨𝐥𝐜𝐨 𝐝𝐢 𝐝𝐢𝐯𝐢𝐬𝐢𝐨𝐧𝐞 che porta la cellula alla separazione completa in due cellule figlie.
Nelle cellule vegetali il processo non avviene completamente: queste, infatti, rimangono collegate tramite dei ponti citoplasmatici che prendono il nome di 𝐩𝐥𝐚𝐬𝐦𝐨𝐝𝐞𝐬𝐦𝐢.

Question 17

Cos’è la 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢 e cosa produce?

Answer 17

La 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢 è il meccanismo di divisione cellulare tramite cui una 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐚 𝐠𝐞𝐫𝐦𝐢𝐧𝐚𝐥𝐞 𝐝𝐢𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐞 𝐛𝐢𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢𝐜𝐚 forma 𝐪𝐮𝐚𝐭𝐭𝐫𝐨 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐞 𝐚𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐢 𝐦𝐨𝐧𝐨𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢𝐜𝐡𝐞 chiamate gameti. Avviene a livello delle 𝐠𝐨𝐧𝐚𝐝𝐢 ed è essenziale per la 𝐫𝐢𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐬𝐞𝐬𝐬𝐮𝐚𝐭𝐚, che permette la formazione di una progenie a patrimonio genetico diverso, cosa che aumenta la 𝐯𝐚𝐫𝐢𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐚’ 𝐠𝐞𝐧𝐞𝐭𝐢𝐜𝐚.

Question 18

Quali sono le 𝐟𝐚𝐬𝐢 della 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢?

Answer 18

La mitosi è divisibile in due processi differenti:
• 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢 𝟏, 𝐫𝐢𝐝𝐮𝐳𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥𝐞 (da 2n a n)
• 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢 𝟐 𝐞𝐪𝐮𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥𝐞 (da n a n)
Ognuna delle quali è divisa in altre fasi (pro, met, ana, tel) ed è seguita dalla citodieresi.

Question 19

Cosa avviene nella 𝐩𝐫𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞 𝟏 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 19

• 𝐥𝐞𝐩𝐭𝐨𝐭𝐞𝐧𝐞 = la cromatina si condensa e spiralizza, si iniziano a formare i cromosomi
• 𝐳𝐢𝐠𝐨𝐭𝐞𝐧𝐞 = si appaiono i cromosomi omologhi, che si uniscono a livello delle sinapsi = si formano 𝐭𝐞𝐭𝐫𝐚𝐝𝐢
• 𝐩𝐚𝐜𝐡𝐢𝐭𝐞𝐧𝐞 = avviene il 𝐜𝐫𝐨𝐬𝐬𝐢𝐧𝐠 𝐨𝐯𝐞𝐫 = vengono scambiati frammenti di cromatidi tra cromosomi omologhi
• 𝐝𝐢𝐩𝐥𝐨𝐭𝐞𝐧𝐞 = si separano i cromosomi omologhi, che rimangono saldati a livello dei 𝐜𝐡𝐢𝐚𝐬𝐦𝐢 (dov’è avvenuto crossing over)
• 𝐝𝐢𝐚𝐜𝐢𝐧𝐞𝐬𝐢 = i cromosomi completano la loro condensazione + si dissolvono membrane nucleari

Question 20

Cosa avviene nella 𝐦𝐞𝐭𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞 𝟏 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 20

Le 𝐭𝐞𝐭𝐫𝐚𝐝𝐢 si allineano sul 𝐩𝐢𝐚𝐧𝐨 𝐞𝐪𝐮𝐚𝐭𝐨𝐫𝐢𝐚𝐥𝐞 in maniera 𝐜𝐚𝐬𝐮𝐚𝐥𝐞.

Question 21

Cosa avviene nella 𝐚𝐧𝐚𝐟𝐚𝐬𝐞 𝟏 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 21

Le fibre del fuso si contraggono e 𝐬𝐞𝐩𝐚𝐫𝐚𝐧𝐨 𝐢 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 𝐨𝐦𝐨𝐥𝐨𝐠𝐡𝐢 (costituiti da due cromatidi).

Question 22

Cosa avviene nella 𝐭𝐞𝐥𝐨𝐟𝐚𝐬𝐞 𝟏 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐭𝐢𝐜𝐚?

Answer 22

Un cazzo di nuovo, si assembla la membrana nucleare, la cromatina despiralizza ecc… è seguita dalla 𝐩𝐫𝐢𝐦𝐚 𝐜𝐢𝐭𝐨𝐝𝐢𝐞𝐫𝐞𝐬𝐢.

Question 23

Cosa avviene nella 𝐦𝐞𝐢𝐨𝐬𝐢 𝟐?

Answer 23

Le due cellule 𝐚𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐢 che hanno completato la meiosi 1 si divideranno senza che ci sia un’altra replicazione del DNA: in questo processo, 𝐬𝐢 𝐬𝐞𝐩𝐚𝐫𝐚𝐧𝐨 𝐢 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢 𝐟𝐫𝐚𝐭𝐞𝐥𝐥𝐢, in modo da formare 𝐪𝐮𝐚𝐭𝐭𝐫𝐨 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐞 𝐚𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐢 𝐜𝐨𝐧 𝟐𝟑 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢 𝐦𝐨𝐧𝐨𝐜𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐝𝐢𝐜𝐢. Le fasi sono identiche a quelle della mitosi.

Question 24

Quante sono le possibili combinazioni diverse di corredi cromosomici dei gameti ?

Answer 24

Senza considerare le infinite possibilità dovute al crossing over, esse dipendono dal numero dei cromosomi del 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐞𝐝𝐨 𝐜𝐫𝐨𝐦𝐨𝐬𝐨𝐦𝐢𝐜𝐨 𝐚𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐞 (𝒙) e dalla 𝐩𝐥𝐨𝐢𝐝𝐢𝐚 della cellula madre (𝒏).
Formula: 𝒏^𝒙 (negli uomini 2^23)