Appunti generati dall’AI
Checkpoint mitotici — appunti completi di lezione
Fonte: Biologia cellulare · Lezione 12 · Presentazione di 42 slide · Prof. Bio101 · dispensa di lezione
Perché i checkpoint contano
Slide- Funzione: i checkpoint fermano il ciclo cellulare se qualcosa non va — danno al DNA, replicazione incompleta o cromosomi non attaccati.
- Meccanismo di arresto: i checkpoint generano segnali STOP che bloccano l'attività ciclina-CDK in transizioni chiave.
- Modalità di fallimento 1: saltare G1/S → la cellula si divide con DNA danneggiato → le cellule figlie ereditano mutazioni.
- Modalità di fallimento 2: saltare l'assemblaggio del fuso → segregazione cromosomica disuguale → aneuploidia.
- Rilevanza per il cancro: il 60% dei tumori umani ha un p53 difettoso — il regolatore principale dei checkpoint.
Macchinario regolatorio
Slide- Cicline: subunità regolatorie la cui concentrazione sale e scende con le fasi — cicline D, E, A, B controllano transizioni specifiche.
- CDK: chinasi dipendenti dalle cicline — subunità catalitiche, SEMPRE presenti ma attive solo quando legate a una ciclina.
- Complesso ciclina-CDK: fosforila bersagli per spingere avanti il ciclo cellulare; attività opposta dagli inibitori CDK (CKI).
- MPF (fattore promotore di fase M): ciclina B + Cdk1 — la sua attivazione innesca la mitosi.
Checkpoint G1/S
Slide- Posizione: fine G1, prima dell'impegno alla replicazione del DNA — chiamato anche 'punto di restrizione'.
- Controllo danno DNA: p53 attivata dalla chinasi ATM → induce p21 (CKI) → blocca ciclina E-CDK2 → niente ingresso in fase S.
- Controllo fattore di crescita: senza segnali mitogeni, la ciclina D non si accumula → Rb resta attivo → E2F bloccato.
- Interruttore Rb / E2F: Rb attivo (ipofosforilato) lega E2F; ciclina D-CDK4/6 fosforila Rb → libera E2F → geni di fase S trascritti.
- Rilevanza per il cancro: perdita di p53, Rb o p16 rimuove questo freno — presente nella maggior parte dei tumori.
Checkpoint G2/M
Slide- Cosa verifica: replicazione del DNA COMPLETA e nessun danno residuo prima della mitosi.
- Proteine sensori: ATM (rotture doppie) e ATR (singole/fork bloccati) rilevano problemi.
- Meccanismo di freno: le chinasi Chk1/2 inattivano Cdc25 → non può defosforilare Cdk1 → MPF resta spento.
- Trigger per entrare in M: Cdc25 defosforila Cdk1 (partner della ciclina B) → MPF attivo → inizia la mitosi.
Checkpoint di assemblaggio del fuso (SAC)
Slide- Quando: metafase — l'anafase NON procede finché TUTTI i cromosomi non siano bi-orientati sul fuso.
- Sensori: MAD1, MAD2, BUB1, BUB3, BUBR1 ai cinetocori non attaccati producono un segnale di 'attesa'.
- Bersaglio: MAD2 sequestra Cdc20 → impedisce l'attivazione di APC/C → la securina sopravvive → coesina intatta → nessuna separazione.
- Trigger di anafase: quando tutti i cinetocori sono correttamente attaccati, il segnale di attesa svanisce → APC/C-Cdc20 si attiva → securina distrutta → separasi taglia coesina → cromatidi fratelli si separano.
p53 — il regolatore principale
Slide- Ruoli: sensore di danno al DNA, fattore di trascrizione, guardiano principale di tutte le risposte dei checkpoint.
- Bersagli: induce p21 (CKI), GADD45 (riparazione DNA), Bax (apoptosi), MDM2 (la propria retroazione negativa).
- Decisione: danno basso → riparare; danno alto → apoptosi. I livelli di p53 determinano la scelta.
- Frequenza tumorale: TP53 è mutato in ~50% di tutti i tumori — il gene più mutato nel cancro umano.
Conseguenze del fallimento
Slide- Aneuploidia: conteggio cromosomico sbagliato → sindrome di Down (trisomia 21), molti tumori.
- Apoptosi: morte cellulare controllata — risposta di ultima istanza del checkpoint quando la riparazione fallisce.
- Instabilità genomica: perdita di checkpoint → mutazioni accumulate → carcinogenesi a più stadi.
- Risposta al farmaco: tumori con p53 intatto rispondono meglio alla chemio; tumori p53-nulli sono resistenti.
Connessione con il cancro (focus parziale)
Slide- Sindrome di Li-Fraumeni: mutazione germinale TP53 → 80%+ di rischio di cancro entro i 70 anni.
- Cancro cervicale: la proteina HPV E6 degrada p53 → perdita di checkpoint → motore del carcinoma cervicale.
- Meccanismo Taxolo: stabilizza i microtubuli → attivazione permanente del SAC → apoptosi. Bersaglia direttamente il SAC.
- Consiglio parziale: Prof. ha segnalato: 'aspettatevi una domanda sui checkpoint legata al cancro all'esame.'
