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Il fuso mitotico in metafaseIl fuso mitotico in metafase
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3 TIPI DI MICROTUBULI3 TIPI DI MICROTUBULI
1. POLARI (sovrapposti sulla linea mediana del fuso)
2. DEL CINETOCORE (attaccati al cinetocore specializzato)
3. ASTRALI (irradiano in tutte le direzioni dai centrosomi)
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Attacco dei microtubuli del Attacco dei microtubuli del cinetocore al cromosomacinetocore al cromosoma
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Forza di esclusione astraleForza di esclusione astrale
• Respinge ciò che si Respinge ciò che si avvicina troppo ai poliavvicina troppo ai poli
• Agisce in direzione Agisce in direzione opposta ai microtubuli del opposta ai microtubuli del cinetocorecinetocore
• Segregazione dei 2 Segregazione dei 2 cromatidi fratelli ai lati cromatidi fratelli ai lati opposti della cellulaopposti della cellula
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Modello di come Modello di come due forze due forze opposte possono opposte possono cooperare a cooperare a muovere i muovere i cromosomi verso cromosomi verso il centrosoma.il centrosoma.
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Forze bipolariForze bipolari
• Formazione piastra metafasica• Come cromosomi si allineano a distanza uguale dai 2 poli del
fuso:C) TRAZIONE agisce sui cinetocori e tira i cromosomi
B) SPINTA agisce sui cinetocori e spinge i cromosomi all’equatore
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• Equilibrio dinamico• Incorporazione tubulina fluorescente• TREADMILLING: subunità tubulina si muovono con
continuità verso i poli
Fuso mitotico in metafaseFuso mitotico in metafase
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Fuso mitotico in anafaseFuso mitotico in anafase
•Movimento di cromatidi verso i poli
•Accorciamento dei microtubuli del cinetocore
•Separazione dei poli•Allungamento microtubuli polari; movimento spinto da proteine motrici
Anafase A Anafase B
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Anafase A Anafase A
2 modelli alternativi per spiegare questo movimento:Proteina motrice/ATPMovimento passivo
Forze generate a livello del cinetocoreForze generate a livello del cinetocore
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Anafase BAnafase B
2 forze agiscono per separare i poli:2. Spinta (microtubuli polari)3. Trazione (microtubuli astrali)
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(C)(C)Microfotografia a Microfotografia a fluorescenza di una fluorescenza di una ameba colorata per ameba colorata per actina (in rosso) e actina (in rosso) e miosina II (in verde) miosina II (in verde)
(B)(B)Microfotografia del Microfotografia del solco di segmentazione solco di segmentazione di una cellula animale di una cellula animale
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Influenza della posizione degli aster sul piano Influenza della posizione degli aster sul piano di segmentazionedi segmentazione
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La maggior parte delle cellule si divide La maggior parte delle cellule si divide simmetricamente;simmetricamente;
Il fuso mitotico generalmente è Il fuso mitotico generalmente è posizionato al centro del citoplasma;posizionato al centro del citoplasma;
L’anello contrattile si forma in prossimità L’anello contrattile si forma in prossimità dell’equatore della cellula parentale;dell’equatore della cellula parentale;
Le due cellule figlie hanno uguali Le due cellule figlie hanno uguali dimensionidimensioni
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In alcuni casi le cellule si dividono asimmetricamente per produrre due cellule figlie che differiscono per
dimensioni e/o contenuto citoplasmatico
Segregazione asimmetrica di componenti citoplasmatici (granuli P fluorescenti) in una cellula figlia durante la prima divisione mitotica dell’uovo fecondato di C. elegans. I granuli P vengono ereditati solo dalle cellule che daranno origine a uova e a spermatozoi.
Colorazione in blu del DNA
Localizzazionedei granuli P con anticorpo fluorescente
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Per creare due cellule figlie con destini diversi, la Per creare due cellule figlie con destini diversi, la cellula madre deve prima segregare alcuni componenti cellula madre deve prima segregare alcuni componenti (determinanti del destino)(determinanti del destino) ad un lato della cellula e poi ad un lato della cellula e poi posizionare il piano di divisione in modo che la cellula posizionare il piano di divisione in modo che la cellula
figlia appropriata erediti questi componenti.figlia appropriata erediti questi componenti.
Il fuso mitotico deve essere mosso in maniera Il fuso mitotico deve essere mosso in maniera controllata all’interno della cellula in divisione controllata all’interno della cellula in divisione
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La divisione asimmetrica è particolarmente importante nelle cellule vegetali.
Poiché queste cellule non possono muoversi dopo la citocinesi, la scelta dei piani di divisione è cruciale per determinare la morfologia del tessuto.
I movimenti del fuso mitotico sono diretti da I movimenti del fuso mitotico sono diretti da cambiamenti in regioni locali della corteccia cambiamenti in regioni locali della corteccia cellulare.cellulare.
Proteine motrici presenti in queste regioni sono Proteine motrici presenti in queste regioni sono responsabili del movimento dei microtubuli astrali.responsabili del movimento dei microtubuli astrali.
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Differenti Differenti
meccanismi di meccanismi di
separazione dei separazione dei
cromosomi sono cromosomi sono
usati in diversi usati in diversi
organismiorganismi
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START or Restriction PointSTART or Restriction Point
The Cell CycleThe Cell Cycle
The durations of G1 and G2 are variable,
even within an organism or cell type.The durations of S and M are usually quite consistent
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Cardiac muscle cells ⇒ they no longer dividethey no longer divide
Skin fibroblasts, smooth muscle cells, endothelial cells of blood vessels, and the epithelial cells of
most internal organs ⇒ they can resume they can resume proliferation to replace dead cellsproliferation to replace dead cells
Liver cells normally divide rarely ⇒ but if a large but if a large number of cells is lost, the remaining ones number of cells is lost, the remaining ones proliferate to replace the missing ones.proliferate to replace the missing ones.
Differentiated cellsDifferentiated cells
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Some types of differentiated cells are replaced via proliferation of cells that are less differentiated, and
called stem cells
STEM CELLS
Unipotent stem cells produce only one type of differentiated cell, whereas totipotent ones produce many different differentiated cells
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Formazione delle cellule differenziate del sangue dalle Formazione delle cellule differenziate del sangue dalle cellule staminali ematopietiche del midollo osseocellule staminali ematopietiche del midollo osseo
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They are stem cells with the most powerful differentiative ability.They are present in the early embryo and can give rise to all kind of differentiated cell types of the adult organism.
Embryonal stem cells
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Results from the breakdown of the regulatory mechanisms that govern normal cell behavior (proliferation, differentiation, apoptosis, necrosis).
When cell regulation is lost, cancer cells will grow and divide, and ultimately spread throughout the body interfering with the function of tissues and organs.
CANCERCANCER
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Arresto in G1Arresto in G1✠ Cellule del sistema nervoso centrale differenziate;Cellule del sistema nervoso centrale differenziate;
✠ Cellule del tessuto muscolare differenziate;Cellule del tessuto muscolare differenziate;
✠ Cellule dei tessuti che costituiscono la radice, il fusto e le Cellule dei tessuti che costituiscono la radice, il fusto e le foglie delle piante (ad eccezione dei meristemi e dei cambi)foglie delle piante (ad eccezione dei meristemi e dei cambi)
Arresto in G2Arresto in G2✠ Cellule renali dei vertebrati superiori;Cellule renali dei vertebrati superiori;
✠ Cellule dell’epidermide dell’orecchio del topo;Cellule dell’epidermide dell’orecchio del topo;
✠ Alcune cellule embrionali di DrosophilaAlcune cellule embrionali di Drosophila
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Le tre fasi principali del ciclo cellulare (INTERFASE, MITOSI, CITODIERESIINTERFASE, MITOSI, CITODIERESI) sono coordinate e presenti tutte all’interno di un
ciclo cellulare tipico.
1. Cromosomi politenici di Drosophila melanogasterReplicazione del DNA e assenza di citodieresi
ECCEZIONIECCEZIONI
Formazione di nuclei politeniciFormazione di nuclei politenici
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Il DNA di ciascuno dei quattro cromosomi di D. melanogaster è stato replicato attraverso 10 cicli senza separazione dei cromosomi figli, sicchè 1024 (210) filamenti identici di cromatina sono allineati fianco a fianco.I quattro cromosomi sono uniti in corrispondenza dei cromocentri.
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2. Cellule multinucleate del fegato dei mammiferiAlla replicazione del DNA e alla mitosi non segue la citodieresi
3. 3. Cellule dell’endosperma dei cerealiCellule dell’endosperma dei cerealiCicli successivi di replicazione del DNA e mitosi
Produzione di cellule mono nucleateProduzione di cellule mono nucleate
citodieresi
Produzione di un embrione precoce multinucleato
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GermGermcontains vitamins, minerals,protein and fat
EndospermEndospermcontains mainly starch and protein
Seed coatSeed coatcontains many minerals, vitamins and dietary fibre
Section through a gran of cerealSection through a gran of cereal
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Crescita cellulare e contenuto di DNA Crescita cellulare e contenuto di DNA durante un ciclo cellulare durante un ciclo cellulare
Processi continuiProcessi continui: avvengono durante l’interfase e portano ad un processo continuo di crescita: sintesi di nuovi ribosomi, membrane, mitocondri, proteine cellulari
Processi discontinuiProcessi discontinui: avvengono una sola volta per ogni ciclo cellulare: sintesi di DNA, segregazione dei cromosomi
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INTERFASEINTERFASE
FASE G1: sintesi di proteine, carboidrati, lipidi
FASE S: sintesi di DNA e di proteine che legano i cromosomi
FASE G2: sintesi delle proteine necessarie per l’ingresso in Mitosi
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Different cell cycleDifferent cell cycle
The shortest cell cycle occur in early embryos (8 min). The length of each cycle is very constant.
The cell cycle of growing cells lasts from 90 min to more than 24 h; its duration is variable within a population of cells.
Post-embryonic cells can leave the cell cycle for several hours or years.
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INDUZIONE: si ottiene mediante l’uso di droghe specifiche che bloccano il ciclo cellulare in momenti particolari; la rimozione del blocco consente la ripresa del ciclo di tutte le cellule in coltura
SELEZIONE: si isola una sub-popolazione di cellule che si trovano nella stessa fase del ciclo cellulare (cell sorting).
Le cellule somatiche non crescono in maniera Le cellule somatiche non crescono in maniera sincrona; la loro sincronizzazione puo’ sincrona; la loro sincronizzazione puo’ avvenire in due modi:avvenire in due modi:
Le cellule precoci embrionali fertilizzate sono Le cellule precoci embrionali fertilizzate sono “naturalmente” sincronizzate. Uso di cellule “naturalmente” sincronizzate. Uso di cellule embrionali di riccio di mare e embrionali di riccio di mare e Xenopus leavisXenopus leavis..
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G1 S G2 M G1 S G2 M
S M S MS M S M S M
ciclo cellulare standard
ciclo cellulare embrionale precoce
Nel ciclo cellulare delle cellule embrionali precoci non si ha crescita, così che ciascuna cellula figlia è la metà della cellula madre.La durata del ciclo è breve e le fasi S e M si alternano senza fasi G1 e G2.
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Crescita cellulare di cellule somatiche e di Crescita cellulare di cellule somatiche e di cellule embrionali cellule embrionali
Le cellule somatiche “nascono” piccole e devono importare nutrienti per poter crescere e duplicare la massa cellulare.
Le cellule embrionali ”nascono” già grandi ed ereditano tutti i nutrienti dalla cellula madre.
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Ciclo cellulare ed embrionale di Ciclo cellulare ed embrionale di Xenopus leavisXenopus leavis
Una femmina di rana produce svariate migliaia di uova di circa 1 mm di diametro che possono dare origine ad una popolazione enorme di cellule che si riproducono in maniera sincrona per parecchi cicli cellulari.
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Crescita dell’oocita e divisione dell’uovo Crescita dell’oocita e divisione dell’uovo in in XenopusXenopus
Dopo la fecondazione l’uovo si divide repentinamente (12 divisioni sincrone di circa 30 min) per produrre la blastula che darà poi origine ad un girino multicellulare entro un giorno o due.
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Different experimental systems have contributed Different experimental systems have contributed distinct kinds of information to our understanding distinct kinds of information to our understanding
of the cell division cycleof the cell division cycle
Embryos (amphibian and echinoderm)Embryos (amphibian and echinoderm) have provided large numbers of synchronized cells for useful biochemistry, which has in turn led to the identification of important control proteins;
Mammalian cellsMammalian cells showed us the subdivision of interphase into G1, S, and G2;
Yeast cellsYeast cells have provided insight into the pathways that control the decision to move from one stage to the next.
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Experimental Systems Important for Cell Cycle StudiesExperimental Systems Important for Cell Cycle Studies
Arbacia punctulata(riccio di mare)
Xenopus leavisSchizosaccharomyces pombe
Saccharomyces cerevisiae
Fused mammalian cells
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Quali sono gli approcci sperimentali che si possono Quali sono gli approcci sperimentali che si possono
usare per definire in quale fase del ciclo cellulare usare per definire in quale fase del ciclo cellulare
si trova una popolazione di cellule sincrone?si trova una popolazione di cellule sincrone?
INDICE DI MARCATURA:INDICE DI MARCATURA:
Marcatura degli acidi nucleici con composti Marcatura degli acidi nucleici con composti
radioattivi o con bromodeossiuridina (BrdU).radioattivi o con bromodeossiuridina (BrdU).
INDICE MITOTICO:INDICE MITOTICO:
Esame delle cellule in mitosi: stima della durata Esame delle cellule in mitosi: stima della durata
della fase M.della fase M.
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Various labeling schemes
Label with 3H thymidine: DNALabel with 3H uridine: RNALabel with 35S: proteins
Autoradiograph to see where label has gone
But: To achieve some sense of when materials are being synthesized: use “pulse” labeling technique
Add labelWash cells
Time
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1. Feed radioactivethymidine (T*) tocells growing inculture.
2. After 30 minutes,wash unincorporatedT* out of cell culture.
3. Spread out cellsand lay x-ray filmover them.
Only interphase cells are labeled with T*
Typical method of study: a pulse labeling experiment
T*
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Separatore cellulare attivato dalla Separatore cellulare attivato dalla fluorescenza (FACS)fluorescenza (FACS)
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Analisi del contenuto di DNA in Analisi del contenuto di DNA in due popolazioni cellularidue popolazioni cellulari
A: distribuzione di cellule di controlloA: distribuzione di cellule di controlloB: cellule bloccate in G1 B: cellule bloccate in G1
G1 G1
S
G2/M
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Completion problem: Completion problem: How does a cell know each cell cycle step is How does a cell know each cell cycle step is
complete?complete?
Multiple checkpointsMultiple checkpoints
G1 Checkpoint:G1 Checkpoint: “Is my DNA damaged?”“Is my DNA damaged?”G2 Checkpoint:G2 Checkpoint: “Is my DNA replicated?”“Is my DNA replicated?”Mitotic Checkpoint:Mitotic Checkpoint: “Are my chromosomes “Are my chromosomes
properly attached to the properly attached to the spindle?”spindle?”
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Il ciclo cellulare è il risultato finale Il ciclo cellulare è il risultato finale dell’azione di una serie di dell’azione di una serie di EVENTI EVENTI
COSTITUTIVICOSTITUTIVI che sono alla base del che sono alla base del funzionamento del macchinario del funzionamento del macchinario del
ciclo cellulare e l’azione di ciclo cellulare e l’azione di ELEMENTI ELEMENTI REGOLATIVIREGOLATIVI che rappresentano che rappresentano
l’interfaccia con l’ambiente esternol’interfaccia con l’ambiente esterno
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Cell Cycle CheckpointsCell Cycle Checkpoints
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La logica del ciclo cellulare:La logica del ciclo cellulare:• I cromosomi devono essere REPLICATI correttamente• I cromosomi devono essere SEGREGATI correttamente
La REPLICAZIONE e la SEGREGAZIONE devono essereCOORDINATECOORDINATE
La mitosi può iniziare solo se tutto il DNA è stato replicato: esempio di COMPLETAMENTO delle fasi
Ad ogni mitosi deve corrispondere una sola duplicazione del DNA: esempio di ALTERNANZA delle fasi
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Cell fusion experimentsCell fusion experiments
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Fusion of mitotic cell to interphase cellsFusion of mitotic cell to interphase cells
Interphase cells are induced to enter mitosis: chromosome Interphase cells are induced to enter mitosis: chromosome condensation + nuclear membrane breakdowncondensation + nuclear membrane breakdown
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Fusione fra cellule in interfase e cellule in Fusione fra cellule in interfase e cellule in mitosi:mitosi:
La mitosi è dominante rispetto alle altre fasi;
Le cellule in mitosi contengono dei fattori solubili che inducono cellule in interfase ad entrare prematuramente in mitosi
M-phase Promoting Factor = MPFM-phase Promoting Factor = MPF
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Fusione fra cellule in G1 e cellule in S:Fusione fra cellule in G1 e cellule in S:
Le cellule in S contengono dei fattori solubili che inducono la replicazione in nuclei in G1;
L’eterocarion fuso non entra in M fino a che il nucleo G1 non si è replicato
CONTROLLO FEEDBACKCONTROLLO FEEDBACK
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Fusione fra cellule in G2 e cellule in S:Fusione fra cellule in G2 e cellule in S:
Le cellule in G2 non rientrano in S;
L’eterocarion fuso entra in M solo quando tutto il nucleo in S è stato completamente replicato
Blocco di rireplicazioneBlocco di rireplicazione
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Different experimental systems have Different experimental systems have contributed distinct kinds of information to our contributed distinct kinds of information to our
understanding of the cell division cycleunderstanding of the cell division cycle
Mammalian cellsMammalian cells showed us the subdivision of interphase into G1, S, and G2
EmbryosEmbryos (amphibian and echinoderm) have provided large numbers of synchronized cells for useful biochemistry, which has in turn led to the identification of important control proteins
Yeast cellsYeast cells have provided insight into the pathways that control the decision to move from one stage to the next
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Xenopus Xenopus oocyte maturationoocyte maturation
Good model for studying cell cycle regulation Oocyte cytoplasm can be obtained in quantity
and manipulated, allowing both experimental and biochemical studies
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Maturation of frog eggs is induced by Maturation of frog eggs is induced by progesterone, induction of progesterone, induction of
embryogenesis is induced by a spermembryogenesis is induced by a sperm
Maturation Activation
Use Oocyte maturation to study a simple, synchronized cell cycleHormone can drive G2 - MActivation can drive M-G1
60Yoshio Masui, Differentiation (2001) 69:1-17
Once they are activated, oocytes produce a cytoplasmic Maturation Promoting Factor (MPF), which is Transferable and Autocatalytically produced
~100x dil. ~100x dil. ~100x dil.
(106 x dil.In toto)
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MPF turns out to regulate the MPF turns out to regulate the embryonic Cell Cycleembryonic Cell Cycle
Yoshio Masui, Differentiation (2001) 69:1-17
MPF Regulates Mitosis as well as Meiosis
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How to pursue the purification of How to pursue the purification of MFP? Take advantage of synchronyMFP? Take advantage of synchrony
Collect many eggs that contain active MPF Crush them and make cytoplasm or “egg
extract” Fractionate by standard biochemistry, but
use a bioassay for MPF activity Achieve several thousand-fold purification
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centrifuge
Xenopus laevis egg extract system
collect Cytoplasm
= “egg extract”
Xenopussperm nucleus
+rhodamine tubulinspindle assembly
in vitro
+ Ca++
interphase
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Preparazione del citoplasma di XenopusPreparazione del citoplasma di Xenopus
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Add Xenopus sperm nuclei can undergo rounds of S and M-phase centrosome attached that nucleates microtubules stain with blue DNA dye
Add rhodamine-labeled tubulin incorporates into frog microtubules microtubules appear red
To follow changes during the cell cycle:To follow changes during the cell cycle:
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- use of cell free assay to purify MPF- test on various cytosolic fractions for MPF activity
MPF
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Assay for Maturation Promoting Factor (MPF)Assay for Maturation Promoting Factor (MPF)
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MPF Activity Peaks Before Each Cell DivisionMPF Activity Peaks Before Each Cell Division
Moreover, MPF has kinase activityMoreover, MPF has kinase activity
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M-phase promoting factor = MPF M-phase promoting factor = MPF =cdk1/cyclinB=cdk1/cyclinB
cdk1 cyclin dependent kinase 1 (32 kDa) Induces mitosis by phosphorylating
specific downstream targets on serine and threonine
cyclin B (45 kDa) regulatory subunit that activates cdk1 abundance oscillates during the cell cycle
MPF is a 2 subunit protein kinase complex:
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Cyclin was Discovered in Sea Urchin EmbryosCyclin was Discovered in Sea Urchin Embryos
ProteinLevel
Time
cyclin A cyclin B
M M M
can stimulate to
lay lots of eggs
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2001 Nobel Prize in Medicine
Paul Nurse Lee Hartwell
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Yeast:Identified genes that regulate the cell cycle and showed that humans also have them
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Tim Hunt
Sea urchin:Identified cyclinproteins in sea urchin eggs
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“for their discovery of key regulators of the cell cycle”
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La presenza di La presenza di inibitori della sintesi inibitori della sintesi proteica blocca l’uovo proteica blocca l’uovo
fertilizzato in fertilizzato in interfaseinterfase
L’aggiunta di MPF L’aggiunta di MPF spinge l’uovo in mitosi spinge l’uovo in mitosi anche in presenza di anche in presenza di inibitori della sintesi inibitori della sintesi
proteica proteica
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Il progesterone induce l’attivazione di MPF e la Il progesterone induce l’attivazione di MPF e la rottura della membrana nucleare solo se l’oocita è in rottura della membrana nucleare solo se l’oocita è in grado di sintetizzare proteine;grado di sintetizzare proteine;
Gli oociti devono contenere complessi (definiti pre-Gli oociti devono contenere complessi (definiti pre-MPF) che possono essere convertiti in MPF attivo MPF) che possono essere convertiti in MPF attivo mediante modifiche post-traduzionali;mediante modifiche post-traduzionali;
L’attivazione di MPF è un evento citoplasmatico L’attivazione di MPF è un evento citoplasmatico poiché oociti privati del nucleo continuano a produrre poiché oociti privati del nucleo continuano a produrre MPF attivo se trattati con progesteroneMPF attivo se trattati con progesterone
L’iniezione di citoplasma contenente MPF induce la L’iniezione di citoplasma contenente MPF induce la maturazione anche se la sintesi proteica dell’oocita maturazione anche se la sintesi proteica dell’oocita recipiente è inibitarecipiente è inibita
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L’attività di MPF oscilla indipendentemente dalla L’attività di MPF oscilla indipendentemente dalla sintesi di DNA e dall’assemblaggio del fuso mitoticosintesi di DNA e dall’assemblaggio del fuso mitotico
Presenza di Presenza di afidicolinaafidicolina (inibitore della (inibitore della
polimerizzazione di DNA) polimerizzazione di DNA)
Presenza di Presenza di nocodazolonocodazolo (inibitore dell’assemblaggio (inibitore dell’assemblaggio
del fuso) del fuso)
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Schema di funzionamento del ciclo cellulareSchema di funzionamento del ciclo cellulare
Il “motore” del ciclo cellulare Il “motore” del ciclo cellulare è MPF: una elevata è MPF: una elevata
concentrazione di MPF concentrazione di MPF induce la mitosi e una sua induce la mitosi e una sua
bassa concentrazione induce bassa concentrazione induce l’ingresso in interfasel’ingresso in interfase
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Organizzazione del ciclo cellulare di una cellulaOrganizzazione del ciclo cellulare di una cellula
embrionaleembrionale somaticasomatica
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Il ciclo cellulare embrionale ha solo due transizioni: Il ciclo cellulare embrionale ha solo due transizioni: attivazioneattivazione e e inattivazioneinattivazione di MPF di MPF
Nel ciclo cellulare di una cellula somatica c’è anche Nel ciclo cellulare di una cellula somatica c’è anche una terza transizione: una terza transizione: STARTSTART
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Two sets of studies converged on same regulators of the cell cycle:
3.3. Identification of proteins whose abundance varied Identification of proteins whose abundance varied with the cell cycle from the eggs of marine with the cell cycle from the eggs of marine invertebrates;invertebrates;
4.4. Identification of mutants and the subsequent cloning Identification of mutants and the subsequent cloning of the corresponding genes that are defective in of the corresponding genes that are defective in cell cycle progression.cell cycle progression.
These lines of investigations converged on the same These lines of investigations converged on the same set of regulatory proteins.set of regulatory proteins.
The mechanisms regulating the progression through The mechanisms regulating the progression through the cell division cycle are largely conserved in all the cell division cycle are largely conserved in all eukaryotes!!eukaryotes!!
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MPF regulation was elucidated MPF regulation was elucidated by Tim Hunt’s discovery of Cyclinsby Tim Hunt’s discovery of Cyclins
Cyclin B protein is synthesized continuously Threshold cyclin B level induces MPF kinase activity Cyclin B disappears suddenly during anaphase
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Purification of MPF: The BirthPurification of MPF: The Birthof Cyclin Dependent Kinasesof Cyclin Dependent Kinases
This is cdc2+!!(Cdc28 in
S. cerevisiae)
This is cyclin!!
(cdc13+
in S. pombe)
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Interphase Interphase Inactive MPFInactive MPF
Mitosis Mitosis Active MPFActive MPF
Cyclin synthesisCyclin synthesis
Cyclin degradationCyclin degradation
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Dimostrazione che la sintesi e la degradazione della Dimostrazione che la sintesi e la degradazione della ciclina sono necessarie per le oscillazioni cicliche ciclina sono necessarie per le oscillazioni cicliche
dell’attività dell’MPFdell’attività dell’MPF
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Cyclins are synthesized and degraded Cyclins are synthesized and degraded during each cell cycleduring each cell cycle
Cyclin B:• abundance peaks during G2/M• degraded at anaphase onset
Anaphase-promoting complex (APC) causesPolyubiquitination of cyclin B
Cyclins are a family of related proteins
Ubiquitination triggers degradation by the proteasome
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G1 S G2 M G1
Cyclin Destruction Drives Mitotic ExitCyclin Destruction Drives Mitotic Exit
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Mitotic Cyclins are Destroyed by Mitotic Cyclins are Destroyed by Ubiquitin-Dependent ProteolysisUbiquitin-Dependent Proteolysis
M-cyclin
Cdk
M-cyclin
Cdk