{"id":12394,"date":"2017-01-16T18:59:32","date_gmt":"2017-01-16T17:59:32","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/?p=12394"},"modified":"2024-02-26T20:58:02","modified_gmt":"2024-02-26T19:58:02","slug":"la-regolazione-del-ciclo-cellulare","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/la-regolazione-del-ciclo-cellulare\/","title":{"rendered":"La regolazione del ciclo cellulare"},"content":{"rendered":"\n<p>La progressione del <strong>ciclo cellulare<\/strong> \u00e8 sottoposta ad un rigido e raffinato sistema di controllo che verifica il passaggio tra le diverse fasi. Infatti, il passaggio da una fase all&#8217;altra non \u00e8 automatico, ma avviene solo dopo la verifica di segnali biochimici indicativi delle condizioni intracellulare ed extracellulari (controlli intrinseci ed estrinseci). Affinch\u00e9 una fase possa essere avviata, quella precedente deve essere correttamente terminata.<br>In particolar modo, negli organismi unicellulari, contano soprattutto le condizioni ambientali (la presenza di nutrienti), negli organismi multicellulare contano anche i segnali chimici derivanti da altre cellule (fattori solubili quali mitogeni, fattori di crescita, di sopravvivenza\u2026).<\/p>\n\n\n\n<p>Le verifiche applicate al ciclo cellulare vengono chiamate <strong>checkpoint <\/strong>o <strong>punti di controllo<\/strong>. Ci sono tre principali checkpoint:<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignright is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"678\" height=\"576\" src=\"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/punti-di-controllo-del-ciclo-cellulare.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-12396\" style=\"width:273px;height:231px\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/punti-di-controllo-del-ciclo-cellulare.jpg 678w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/punti-di-controllo-del-ciclo-cellulare-300x255.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 678px) 100vw, 678px\" \/><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\">\n<li>Il <strong>ceckpoint che controlla l\u2019ingresso nella fase S<\/strong> (tra la fase G1 e la fase S). Questo checkpoint controlla che il DNA sia integro e che ci siano abbastanza nutrienti per la crescita cellulare oltre che i fattori di crescita idonei. Un non superamento di questo controllo determina l\u2019uscita dal ciclo cellulare e l\u2019ingresso della cellula in una fase G0 di quiescenza cellulare.<\/li>\n\n\n\n<li>Il <strong>ceckpoint che controlla l\u2019ingresso nella fase M<\/strong> (tra la fase G2 e la fase M), che controlla che il DNA non abbia subito danni o mutazioni. Se la cellula non supera questo controllo non prosegue con la mitosi.<\/li>\n\n\n\n<li>Il <strong>checkpoint che controlla il completamento della fase M<\/strong> (tra la metafase e la citodieresi). Questo checkpoint controlla la progressione della mitosi, in particolare l\u2019interazione tra le fibre del fuso mitotico ed i diversi cromosomi, oltre che il loro corretto allineamento lungo la zona equatoriale della cellula.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n<div id=\"bmscience1179475621\" style=\"margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><script async src=\"\/\/pagead2.googlesyndication.com\/pagead\/js\/adsbygoogle.js?client=ca-pub-3495866718878812\" crossorigin=\"anonymous\"><\/script><ins class=\"adsbygoogle\" style=\"display:block;\" data-ad-client=\"ca-pub-3495866718878812\" \ndata-ad-slot=\"4682122636\" \ndata-ad-format=\"auto\" data-full-width-responsive=\"true\"><\/ins>\n<script> \n(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); \n<\/script>\n<\/div>\n\n\n<p><p>Quindi le transizioni avvengono soltanto se sono presenti i fattori di crescita ed i nutrienti, se il DNA non \u00e8 danneggiato ed \u00e8 avvenuta una corretta replicazione, se le dimensioni ed il volume cellulare sono sufficienti alla divisione e se i cromosomi sono allineati perfettamente ed agganciati al fuso mitotico. Se una qualsiasi di queste condizioni non viene soddisfatta si ha il blocco del ciclo.<\/p><\/p>\n\n\n<div id=\"bmscience3035849536\" style=\"margin-top: 15px;margin-left: 15px;float: right;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/4exVHa6\" target=\"_blank\" aria-label=\"Version 1.0.0\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/ec79efd8-7b00-4f47-a66b-9a3b5fd0059f.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/ec79efd8-7b00-4f47-a66b-9a3b5fd0059f.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/06\/ec79efd8-7b00-4f47-a66b-9a3b5fd0059f-180x150.jpg 180w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" width=\"300\" height=\"250\"   \/><\/a><\/div>\n\n\n<p>Diversi approcci sperimentali hanno contribuito a definire il <strong>complesso di interruttori molecolari<\/strong> coinvolto nel controllo del ciclo. Negli anni &#8217;70, grazie ad esperimenti basati sulla fusione tra cellule di mammifero in diverse fasi del ciclo, con produzione di un <strong>eterocarionte<\/strong>, si \u00e8 scoperta l&#8217;esistenza di fattori in grado di indurre l&#8217;ingresso in mitosi e di replicare il DNA su cellule G1.<br>In seguito ad altri studi biochimici su oociti di anfibio, si \u00e8 visto come tramite microiniezione di estratti proteici ottenuti da oociti in divisione meiotica,\u00a0si induce la cellula alla meiosi. Questo risultato appariva simile a quello ottenuto con le fusioni cellulari, ma in pi\u00f9 dimostrava che il fattore in grado di indurre l&#8217;ingresso in mitosi fosse di natura proteica e la sua attivit\u00e0 poteva essere controllata dal progesterone. Il fattore individuato venne rinominato\u00a0<strong>MPF<\/strong> (<em><strong>meiosis\/maturating promoting factor<\/strong><\/em>) poich\u00e9 induce la maturazione di oociti.<br>Altri studi condotti su cellule di lievito, hanno permesso di capire gli effetti dei <strong>mutanti cdc<\/strong> (<em>cell division cycle<\/em>). I geni cdc a temperature permissive si dividono normalmente, mentre a temperature non permissive si bloccavano in una particolare fase del ciclo manifestando l&#8217;effetto della mutazione. Diversi geni che generano mutazioni cdc sono stati identificati nel lievito, ma sicuramente il pi\u00f9 significativo \u00e8 rappresentato dal gene\u00a0<strong>Cdc2<\/strong> e dal suo omologo\u00a0<strong>Cdc28<\/strong>. Questi due geni codificano per enzimi\u00a0con attivit\u00e0 serina-treonina chinasica. Vari ortologhi di questi geni sono stati trovati anche nell&#8217;uomo.<br>Un ultimo contributo alla definizione del sistema di controllo del ciclo \u00e8 dovuto all&#8217;analisi proteica degli estratti da uova di riccio di mare che ha consentito la scoperta delle\u00a0<strong>cicline<\/strong>, delle proteine con concentrazione citosolica oscillante legata ai vari stadi del ciclo.<\/p>\n\n\n\n<p>Il macchinario molecolare che regola il ciclo cellulare eucariotico si basa quindi sull&#8217;interazione di due processi:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>un orologio molecolare indipendente che segue le varie fasi del ciclo e si basa sull&#8217;alternarsi ritmico di sintesi e degradazione delle&nbsp;<strong>cicline<\/strong>. Le cicline, in particolare quella A e quella B, associandosi agli enzimi <strong>Cdk <\/strong>(<em>Cyclin dependent kinase<\/em> &#8211; <strong>Chinasi ciclina-dipendente<\/strong>), formano dei complessi che, grazie alla loro attivit\u00e0 enzimatica, permettono il superamento dei checkpoint.<\/li>\n\n\n\n<li>un processo che regola l&#8217;orologio molecolare in base ai segnali intracellulari ed extracellulari avvalendosi di proteine ed enzimi che pi\u00f9 o meno modulano l&#8217;attivit\u00e0 di cicline e Cdk.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n<div id=\"bmscience814395928\" style=\"margin-top: 15px;margin-bottom: 15px;margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/4k99l5m\" target=\"_blank\" aria-label=\"61UyjW6SPoL._SX3000_\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-scaled.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-scaled.jpg 2560w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-300x68.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-1024x232.jpg 1024w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-768x174.jpg 768w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-1536x348.jpg 1536w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/61UyjW6SPoL._SX3000_-2048x465.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" width=\"2560\" height=\"581\"  style=\"display: inline-block;\" \/><\/a><\/div>\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignleft is-resized\"><a href=\"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/slide_23.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"960\" height=\"720\" src=\"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/slide_23.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-12397\" style=\"width:293px;height:220px\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/slide_23.jpg 960w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/slide_23-300x225.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/slide_23-768x576.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 960px) 100vw, 960px\" \/><\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p><p>L&#8217;MPF \u00e8 un enzima proteina-chinasi dimerico costituito da due subunit\u00e0, una catalitica ortologa a cdc28 e cdc2 del lievito (CDK1), ed una regolatrice necessaria per la sua attivit\u00e0 (<strong>ciclina B<\/strong>).<br>Durante il ciclo cellulare, il passaggio attraverso le diverse fasi \u00e8 consentito proprio dall&#8217;azione del <strong>complesso chinasi-ciclina<\/strong>. La chinasi funziona solo insieme alla subunit\u00e0 regolativa ciclina, per questo \u00e8 chiamata chinasi ciclina-dipendente.<br>Durante il ciclo cellulare non \u00e8 sufficiente accumulare la ciclina per attivare la Cdk, ma il complesso Cdk-ciclina \u00e8 oggetto a molteplici regolazioni.\u00a0C&#8217;\u00e8 corrispondenza tra variazione di fase nel ciclo cellulare, variazione di attivit\u00e0 di MPF e variazione di concentrazione di ciclina.<br>Infatti, la chinasi (CDK1) dipende per la sua attivit\u00e0 dalla ciclina e la sua attivit\u00e0 riflette l&#8217;andamento ciclico della ciclina B ma non perfettamente. La Cdk si attiva repentinamente solo dopo che la ciclina ha iniziato ad accumularsi da un bel po&#8217;. Questo perch\u00e9 l&#8217;attivit\u00e0 di Cdk dipende da un lato dai livelli di ciclina, dall&#8217;altro anche da un complesso pattern di fosforilazione-defosforilazione sulla Cdk stessa in cui sono coinvolti anche altri enzimi chinasi e fosfatasi. Uno di questi enzimi \u00e8 il <strong>CAK\u00a0<\/strong>(<strong>Cdk Activating Kinase<\/strong>, chinasi che attiva il Cdk) che fosforila una treonina di Cdk attivandola.<br>L&#8217;attivazione completa \u00e8 favorita con meccanismo a feedback positivo innescato dalla formazione stessa del complesso cdk-ciclina che provoca un aumento rapido dell&#8217;attivit\u00e0 chinasica di Cdk.<\/p><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignright size-large is-resized\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/3vwmPnj\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"711\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/71fILR01JL._SL1441_-711x1024.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-18394\" style=\"width:140px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/71fILR01JL._SL1441_-711x1024.jpg 711w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/71fILR01JL._SL1441_-208x300.jpg 208w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/71fILR01JL._SL1441_-768x1107.jpg 768w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/71fILR01JL._SL1441_.jpg 1000w\" sizes=\"auto, (max-width: 711px) 100vw, 711px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/3vwmPnj\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><strong>Acquista ora<\/strong><\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>L&#8217;attivit\u00e0 di CDK1 \u00e8 spenta dalla degradazione ubiquitina-proteasoma-dipendente della ciclina. L&#8217;ubiquitinazione della ciclina \u00e8 indotta dal complesso <strong>APC<\/strong> (<em><strong>Anaphase Promoting Complex<\/strong><\/em>, complesso che promuove l&#8217;anafase) a sua volta indotto dalla stessa Cdk. La funzionalit\u00e0 di Cdk \u00e8 quindi limitata ad una precisa finestra temporale e la stessa Cdk contribuisce al proprio spegnimento seguendo un meccanismo a feedback negativo.<\/p>\n\n\n\n<p><p>Una volta attivata la CDK1 del MPF, essa fosforila le proteine target cruciali per l&#8217;ingresso e la progressione della cellula in mitosi. La Cdk si occupa di fosforilare diverse componenti: le <strong>lamine nucleari<\/strong> disgregando l&#8217;involucro nucleare; le <strong>MAP<\/strong> (M<em>icrotubule Associated Protein<\/em>, proteine associate ai microtubuli) riorganizzando i microtubuli e formando il fuso mitotico; gli enzimi <strong>condensine<\/strong>, permettendo un compattamento della cromatina (quest&#8217;ultima regolazione risulta ancora oscura in quanto non \u00e8 stato ancora interpretato come venga controllato il compattamento).<\/p><\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\">\n<p>Fonte: <a href=\"https:\/\/amzn.to\/3UVJzYO\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Biologia e Genetica<\/a>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n<div id=\"bmscience2719988663\" style=\"margin-top: 15px;margin-bottom: 15px;margin-left: auto;margin-right: auto;text-align: center;\"><a href=\"https:\/\/amzn.to\/3S6TlEO\" target=\"_blank\" aria-label=\"81TpICRq-RL._SX3000_\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_.jpg\" alt=\"\"  srcset=\"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_.jpg 2055w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_-300x68.jpg 300w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_-1024x232.jpg 1024w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_-768x174.jpg 768w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_-1536x348.jpg 1536w, https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/wp-content\/uploads\/2025\/05\/81TpICRq-RL._SX3000_-2048x464.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 2055px) 100vw, 2055px\" width=\"2055\" height=\"466\"  style=\"display: inline-block;\" \/><\/a><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La progressione del ciclo cellulare \u00e8 sottoposta ad un rigido e raffinato sistema di controllo che verifica il passaggio tra le diverse fasi. 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