PROTEINE e ALTRE MOLECOLE DA RICORDARE PER L’ESAME
Di seguito sono state riportate tutte le proteine e le molecole di interesse ai fini di un buon esito
dell'esame di BMC del c.d.l. di Medicina e Chirugia presso la Federico II. Abbiamo aggiornato il file delle
malattie già presente nel drive di Biologia all'a.a. 2014-2015 cercando di integrare il libro di testo
(Alberts V ed.) e le lezioni (prevalentemente dei prof. Zambrano per molecolare e Garbi per cellulare).
La divisione per capitoli e piccoli paragrafi cerca, più o meno, di seguire quella del libro, al fine di
facilitare lo studio, inoltre consigliamo di usare il file congiuntamente alle immagini del libro, nella gran
parte dei casi fondamentali per capire come si rapportino tra loro le diverse proteine. Qualora notiate
degli errori o delle mancanze, contattateci.
Gianluigi Comparone e Federica Di Gennaro
Capitolo 4-5 DNA: COMPATTAMENTO, REPLICAZIONE e RIPARO DEI DANNI.
• Compattamento
istoni H2A H2B H3 H4: piccole proteine basiche che formano un ottamero che costituisce il nucleo proteico attorno a cui
si avvolge in senso sinistrorso il DNA per 1,7 giri formando 142 legami a H (nucleosoma); interagiscono con la carica
negativa del DNA; presentano un dominio “ripiegamento istonico” comune formato da 3 α eliche unite da due anse e una
coda N-term utile per l’ulteriore compattamento
istone H1: linker, si lega ai nucleosomi, è essenziale per il compattamento in una fibra di cromatina (30nm)
HAT: acetil transferasi, aggiunge gruppi acetile a specifiche lisine degli istoni
HDAC: deacetilasi, rimuove gruppi acetile sulle lisine degli istoni
metil transferasi: aggiunge gruppi metile alle lisine o alle arginine degli istoni
Sir: bloccano l'accesso delle istoni-acetilasi sulla cromatina
• Replicazione
DNA polimerasi: catalizza la sintesi di DNA (cambiamento favorevole in energia libera!!) per aggiunta di un
deossiribonucleotide trifosfato all’estremità 3’ di una catena polinucleotidica (primer) appaiata al filamento stampo
(direzione 5’-3’); possiede un sito esonucleolitico 3’-5’ per la correzione delle basi mal appaiate.
DNA polimerasi α
Non presenta sito di correzione.
DNA polimerasi β
Interviene nell'escissione delle basi, quella di correzione, poco processiva poichè deve inserire un
solo nucleotide.
DNA polimerasi γ
DNA polimerasi mitocondriale.
DNA polimerasi δ
Replicasi, molto processiva.
DNA polimerasi ε
Replicasi, molto processiva.
DNA primasi: sintetizza RNA primer sul filamento ritardato che vengono poi rimossi e sostituiti da DNA; costituisce il
primosoma con la DNA elicasi
DNA elicasi: idrolizza ATP per spingersi lungo la doppia elica e aprirla
RNAsi H: enzima di riparazione, riconosce i primer sul segmento ritardato e li frammenta, elimina i ribonucleotidi, tranne
l'ultimo.
Fen1: elimina l'ultimo ribonucleotide del primer e un piccolo tratto del DNA.
DNA ligasi: grazie all’idrolisi di ATP unisce tra loro 2 frammenti di Okazaki dopo la rimozione dei primer
SSB: impediscono ai filamenti singoli di DNA di formare strutture secondarie a forcina
Pinza proteica: (pinzaβ procarioti, PCNA eucarioti)lega la polimerasi al DNA, il suo assemblaggio richiede idrolisi di ATP
da parte del “caricatore” della pinza
Topoisomerasi: nucleasi reversibile che si attacca covalentemente, tramite il proprio residuo di tirosina, ad un’ossatura
fosfato di DNA, rompendo così un legame fosfodiestere in un filamento per far diminuire la tensione torsionale (ad ogni
10 coppie di basi replicate corrisponde un giro completo dell’elica parentale!)
-tipo I: produce un nick la cui ricucitura è rapida e non richiede apporto di energia perché il legame della topoisomerasi
a un fosfato del DNA mantiene intatta l’energia del legame tagliato; hanno tirosina nel sito attivo
(inibitore >camptotecina)
-tipo II: produce un DSB legandosi a siti sui cromosomi in cui le doppie eliche si incrociano (inibitore-> etoposide)
Telomerasi: replica le estremità dei cromosomi (telomeri: GGGTTA) e li allunga in direzione 5’!3’ usando come stampo
un segmento di RNA che è parte integrante dell’enzima stesso, fa così in modo che ci sia spazio per sintetizzare l’ultimo
frammento di Okazaki; sfrutta l’idrolisi di ATP; è bersaglio dei farmaci antiproliferativi.
CAF: fattori di assemblaggio della cromatina, dopo la replicazione “impacchettano” il DNA con gli istoni ( aggiunge
tetrametri di H3-H4 ).
NAP: fattori di assemblaggio della cromatina, dopo la replicazione “impacchettano” il DNA con gli istoni ( aggiunge
dimeri H2A-H2B ).
SeqA: proteina inibitrice, blocca le origini di replicazione NON metilate.
• RIPARAZIONE delle basi male appaiate diretta dal filamento
MutS: si lega a una coppia di basi mal appaiate
MutL: sonda il DNA vicino alla ricerca di un nick (indice di nuova sintesi), dopodiché avvia la degradazione del filamento
fino all’accoppiamento sbagliato, una esonucleasi che degrada DNA: elimina l'errore e genera il complesso innescostampo.
MutH (batteri) : produce un nick su una sequenza GATC non ancora metilata in A dalla metilasi dam (e quindi neo
sintetizzata) ed avvia gli altri 2 enzimi di riparazione
• RIPARAZIONE del danno al DNA
DNA glicosilasi: sonda il DNA e rompe i legami N-glicosidici; catalizza la rimozione idrolitica della basi (escissione delle
basi in seguito a deaminazione o depuri nazione)
AP endonucleasi: taglia l'ossatura fosfodiestere dopo aver riconosciuto uno zucchero deossiribosio privato della base
dalla glicosidasi
Risposta SOS: blocco della replicazione causato da un danno al DNA, induce un aumento della trascrizione dei geni di
riparazione
Fosfodiesterasi: rimuove il residuo.
• NON HOMOLOGUS END JOINING (solo negli eucarioti)
Ku70 e Ku80: eterodimero che afferra le estremità del cromosoma rotto, fa parte del complesso DNA PK e si attiva
mediante autofosforilazione.
• RICOMBINAZIONE OMOLOGA (solo con disponibilità di zone ad alta omologia)
Spo11: (nella meiosi) taglia entrambi i filamenti dei cromosomi ricombinanti
Mre11:(nella meiosi) attività esonucleasica, taglia i filamenti, stacca Spo11 e lascia esposta l'estremità 3'
Rec-BCD (procarioti) MRX (eucarioti): attività elicasica ed esonucleasica, degradano il filamento 5' al punto di rottura
RecA (procarioti) Rad51 (eucarioti; guidato da BRCA-2) --> ATPasi, promuovono invasione dei filamenti , scansionano DNA
cercando regioni omologhe, catalizzano la formazione di sinapsi tra una doppia elica e una regione omologa a singolo
filamento (tripla elica=giunzione di Hollyday). Una volta trovata la regione di omologia RecA cambia conformazione
(idrolisi di ATP), si stacca e permette che avvenga la polimerizzazione del DNA ad opera di una polimerasi.
Rad52: spostano proteine che legano il singolo filamento e che impediscono il legame con Rad51.
RuvA : lega la giunzione di Hollyday e ne favorisce la migrazione, permette l'aggancio di RuvB.
RuvB : attività elicasica, allontana la doppia giunzione assemblandosi con RuvB.
RuvC : attività endonucleasica, risolve la giunzione con 2 tagli (saldati da DNAligasi), a seconda della risoluzione può o
meno avvenire il crossino over.
• Correzione di DIMERI di PIRIMIDINE
XPA e XPC: sensori del danno.
RPA: lega il filamento.
XPB e XPD: subunita di TF2H, elicasi.
XPF e XPG: nucleasi di escissione, taglia 22 nucleotidi a monte e 5 a valle.
Capitolo 6 TRASCRIZIONE, TRADUZIONE, RIPIEGAMENTO e RISPOSTA A UP (unfolded protein)
RNA polimerasi: catalizza la formazione di legami fosfodiesterei tra i nucleotidi in direzione 5’!3’; necessita di TBP per
interagire col DNA, presenta ioni Mg2+ per stabilizzare legami e gruppo uscente.
RNA polimerasi proc.
due 2ubunità alfa, una beta (centro catalitico), beta1 e sigma --> riconosce promotore
(comune sigma70) RNA polimerasi
RNA polimerasi I
trascrive per rRNA; attività esonucleasica
RNA polimerasi II
trascrive geni per proteine, snoRNA , snRNA, miRNA; estremità C-term CTD la cui
fosforilazione determina il rilascio dai TF (senza i quali non può iniziare la trascrizione)
RNA polimerasi III
trascrive geni di tRNA, rRNA , snRNA; viene trascritto anche promotore
• Inizio trascrizione
TFIID : riconosce il promotore (ha 1 subunità TBP=TATA (sequenza del promotore 25 nucleotidi a monte dell’inizio)
binding protein, e 11 TAF!regolanoTBP); guida l’attacco di TFIIB provocando una distorsione nel DNA, ovvero un punto
fisico di riferimento.
TFIIB : posiziona la polimerasi in modo corretto, si lega a BRE (B responsive element)
TFIIF : stabilizza polimerasi nell'associazione con TFIID (a livello di TBP) e TFIIB, inoltre attrae TFIIE e TFIIH.
TFIIE : proteina ancillare per TFIIH
TFIIH: attività elicasica (dipendente da ATP), fosforila serina 5 di CTD con dominio chinasico, provocando il distacco della
RNA polimerasi dal DNA.
TBP : interazione con TATA BOX, cambio conformazione DNA , contiene residui di fenilalanina che perturbano le
interazioni idrofobiche del DNA; lega il DNA nel solco minore.
DNA girasi: nei batteri idrolizza ATP per creare superavvolgimenti negativi di DNA (apertura energeticamente favorevole).
• PoliAdenilazione
SWI/SNF :complesso rimodellamento cromatina che leggono il particolare codice istonico impresso ( acetilazione delle
lisine )
CstF e CPSF: tagliano l'estr 3' dell'mRNA in formazione, viaggiano sulla coda della polimerasi II ( CtsF lega sequenze ricche
di GU alla destra del sito di taglio caratterizzato da CA e CPSF esamero AAUAAA alla sinistra di CA), vengono trasferite
sull'mRNA e richiamano proteine.
Poli-A-polimerasi: poliadenilazione dell'extr 3' del mRNA (circa 200A!), riconosciuta è stabilizzata da PABP.
• Aggiunta del CAP (cotrascrizionale) in 3 reazioni
CAP: nucleotide guanilico modificato (7-metil-guanosina)
1) fosfatasi che elimina il fosfato all’estremità 5’, rendendola DIfosfato;
2) guanil trasferasi che aggiunge un GMP per idrolisi del GTP con legame 5’-5’, in modo tale da proteggerla da eventuali
esonucleasi;
3) metil trasferasi che aggiunge gruppo metilico alla guanina in posizione 7’
CBC : CAP binding complex, aiuta la corretta esportazione dell'mRNA
• SPLICING: due reazioni di trans-esterificazioni (una nelle snRNP, un'altra tra snRNP e mRNA) rimuovono un introne come
un cappio, eseguito da RNA e non da proteine.
snRNP: (snRNA + subunità proteiche), legano 3 siti specifici: il sito di splicing 3', sito di splicing 5' e sito di ramificazione.
-U1 (sostituita da U6): si lega all'esone 5'
BBP e U2AF: riconoscono il sito di biforcazione, favoriscono il legame di U2 al punto di ramificazione
-U4•U6/U5 :formano lo spliceosoma mentre l’mRNA esce dalla polimerasi II, giustappone il sito di splicing con il punto
del sito di ramificazione (A), I trans-esterificazione che crea il sito attivo.
-U5: avvicina giunzioni di splicing 5’ e 3', II trans-esterificazione che spezza il legame tra U4 e U6 in modo tale che U6
possa andare a spostare U1 dal sito di splicing 5'.
EJC : complesso della giunzione degli esoni (controllo splicing)
SR: serine rich ( ricche di serine e arginine ) che discriminano sequenze esoniche da quelle introni che legandosi a
sequenze dell’RNA degli esoni chiamate “enhancer di splicing” aiutando a guidare le snRNP ai confini introni-esoni
hnRNP:marcano gli introni escissi per ritenzione nel nucleo e distruzione.Si legano a introni compattandoli in strutture
più maneggevoli
• Traduzione
amminoacil-tRNA-sintetasi: adattatore, lega covalentemente l'a.a. all'estremità 3'e lo attacca al tRNA (creando
amminoacil-tRNA) tramite idrolisi di ATP dopo averlo attivato per aggiunta di AMP, tra tRNA e aa.
eIF2 : fattore d'inizio della traduzione, attività GTPasica, lega l'inizio assieme al tRNA per AUG. Nei procarioti il fattore di
inizio è determinato dalla seq. Shine-Delgarno.
eIF4E: lega il CAP al 5’ dell’mRNA
eIF4G: interagisce con le proteine che legano il poli-A al 3’
EF-Tu (procarioti) EF-1 (eucarioti) : fattore d'allungamento, legato a GTP trasporta a.acil-tRNA sul sito A dei ribosomi,
creando 2 ritardi per un ulteriore controllo (idrolisi di GTP e cambio conformazionale dopo dissociazione), attività
GTPasica, l'appaiamento corretto dipende dalla forza e dal numero di legami ad H che si instaurano.
EF-G (procarioti) EF-2 (eucarioti): fattore di movimento, GTPasi, promuove il movimento della subunità maggiore del
ribosoma facendo avanzare il ciclo di un intero codone, idrolizzando GTP agiscono da elicasi.
peptidil-transferasi : catalizza la formazione del legame peptidico, tra due aa.
eRF1: fattore di rilascio della traduzione, richiamato da stop (UGA,UAG,UAA), catalizza l’aggiunta di acqua, opera con
meccanismi di mimetismo molecolare in quanto è strutturalmente simile a tRNA carichi.
Upf : scatenano degradazione mediata da mRNA nonsenso, legano gli EJC quando presenti prima di una sequenza STOP, in
tal caso si tratta di un'aberrazione.
• Ripiegamento post traduzionale
Hsp 60: chaperonina, idrolizza ATP e utilizza un cappuccio ( GroES nei batteri ) per catalizzare il ripiegamento delle
proteine confinandole in una “camera di isolamento” ; (GroEL nei batteri, TCP-1 nel citosol, hsp60 nei mitocondri)
Hsp 70: chaperonina, idrolizza ATP per legarsi, con l’aiuto di hsp40, a proteine mal ripiegate appena escono dal
ribosoma; aiuta il folding mediante cicli di attacco e rilascio a circa 7a.a idrofobici prima che la proteina lasci il ribosoma
proteasoma : proteasi ATP dipendente, catalizza la degradazione di proteine unfolded, danneggiate, invecchiate, inutili;
pila cilindrica di 4 anelli eptamerici (nucleo 20S) con cappuccio 19S
• Formazione della catena di poli-ubiquitina
ubiquitina : marcatore di proteine da degradare
E1: attivatore dell'ubiquitina, ATP dipendente, che legano ubiquitina ad un residuo di cisteina. Attivatore
E2: coniugano l'ubiquitina trasportata da E1. Coniugatore
E3: proteine accessorie che riconoscono proteine da degradare legandosi a loro sequenze specifiche chiamate “degroni”.
Accessori
complesso E2-E3: ubiquitina ligasi, multiubiquitina residui di lisina 48 (Lys48)
Puromicina (antibiotico): provoca il rilascio prematuro della catena polipeptidica.
Te t r a c i c l i n a ( a n t i b i o t i c o ) : i m p e d i s c e l ’ a t t a c c o a l s i t o A d e l l ’ a m m i n o a c i l - t R N A s i n t e t a s i .
Cloramfenicolo (antibiotico): inibisce la peptidil-trasferasi
P-bodies: corposi processione che degradano mRNA.
RISC: complesso proteico che modifica i miRNA deputati al processo dell'intereference, una delle sue subunità è
Argonaute, che opera il taglio.
Capitolo 7 INTERRUTTORI GENICI
LAC OPERON (controllo positivo /negativo, altamente espresso quando c’è il lattosio e non il glucosio); 1° gene: LacZ (βgalattosidasi), 2° gene: LacY (permeasi), 3° gene: LacA (transacetilasi). Il lattosio viene trasformato in allo-lattosio dalla
β-galattosidasi (leak control).
CAP (batterico): proteina attivatrice da cataboliti, attiva geni che permettono a E.Coli di usare fonti alternative di
carbonio quando il glucosio non è disponibile; spegne l’operon in presenza di glucosio ( attivato dalla molecola di
segnalazione cellulare AMPc ), controllo positivo.
Lac: repressore dell'operone del lattosio (E.Coli); si lega all’operon in assenza di lattosio.
Triptofano: controllo negativo, lega il repressore dell'operatore, inibendo la trascrizione.
Capitolo 10 MEMBRANA
Flippasi: media flip-flop nella membrana plasmatica utilizzando ATP e mostrando alta specificità per i gruppi di testa dei
fosfolipidi
Scramblasi: media flip-flop nella membrana dell’ER senza utilizzare ATP e non mostra specificità per i gruppi di testa dei
fosfolipidi
Capitolo 11 TRASPORTO DI MEMBRANA, ATTIVO (permeasi) e PASSIVO (canali ionici)
ionofori: molecole idrofobiche che si dissolvono nei doppi strati lipidici e ne aumentano la permeabilità a ioni specifici; si
dividono in trasportatori mobili di ioni (valinomicina!K+; FCCP!H+; A23187!Ca2+e Ma2+) e formatori di canali
(gramicidina A!H+,Na+,K+)
Transamidasi: trasferisce un'ancora lipidica già formata, segnalata mediante sequenza consenso.
• TRASPORTO ATTIVO (permeasi)
- PRIMARIO (spinto da ATP)
pompe P : si auto fosforilano durante il ciclo di pompaggio; usano idrolisi di ATP per pompare ioni contro gradiente ma
possono funzionare anche al contrario)
- ATPasi Ca2+(reticolo sarcoplasmatico): mantiene ripido il gradiente di calcio assieme ad uno scambiatore Na+/Ca2+ spinto
da Na+ ,come PMCA (m. plasmatica) e Serc (M. RE).
- pompa Na+-K+: idrolizza ATP per pompare fuori 3 Na+ e dentro 2 K+ contro gradiente!elettrogenica = crea potenziale
negativo; mantiene il gradiente ionico, il bilancio osmotico e il volume cellulare; (inibitore: ouabaina!cellule scoppiano)
- pompa H+/K+: secerne acido da cellule epiteliali dello stomaco
pompe F(ATPsintasi): usano il gradiente di H+ per spingere la sintesi di ATP (es: mitocondri)
pompe V(ATPasi): pompano H + per acidificare l’interno di organelli (es: lisosomi)
pompe ABC : usano idrolisi di ATP per il trasporto di ioni e piccole molecole (es: MDR, proteina della resistenza multipla
ai farmaci, CFTR, regolatore della conduttanza della fibrosi cistica! mutazione F508 )
- SECONDARIO (spinto da ioni)
simporti: Na+/glucosio (intestino e rene), lattosio permeasi (spinto da H+, E.Coli)
regolatori del pH citosolico:
- scambiatore Na+/H+: fa uscire H+ sfruttando il gradiente di Na+
- scambiatore Cl-/HCO3-spinto da Na+: fa uscire HCl ed entrare HCO3- che neutralizza i protoni presenti danqdo acqua e
anidride carbonica
- scambiatore Cl-/HCO3-indipendente da Na+: fa uscire HCO3- secondo gradiente
• TRASPORTO PASSIVO (canali ionici)
K+leak cannel: diffusione ionica passiva, mantiene il potenziale di membrana assieme alla pompa Na+-K+
canali del Na+ regolati da voltaggio: la loro apertura; in seguito a depolarizzazione della membrana, favorisce l’influsso
di Na+ secondo gradiente che causa un’ulteriore depolarizzazione di membrana e dunque l’apertura di altri canali
cationici (potenziale d’azione!); questi canali si inattivano automaticamente per evitare spasmo elettrico alla cellula
canali del K+ regolati da voltaggio (ritardati): lasciano uscire K+ secondo gradiente per ripristinare il potenziale di
membrana (-70mV) in seguito a una depolarizzazione
GLUT4: trasportatore di Glucosio insulina dipendente.
acetilcolina, glutammato, serotonina: neurotrasmettitori eccitatori, aprono i canali cationici! depolarizzazione
GABA, glicina: neurotrasmettitori inibitori, impediscono una depolarizzazione
Capitolo 12 COMPARTIMENTI INTRACELLULARI E SMISTAMENTO DELLE PROTEINE
• Nucleo
nucleoporine: formano i complessi del poro (NPC) e sono dotate sul lato citosolico di ripetizioni FG che fungono da siti
di attacco per i recettori di importazione nucleare (carioferine); costituite da quattro subunità strutturali: subunità a
colonna,
subunità
anulari,
subunità
luminali
e
subunità
ad
anello
NLS: segnalazione di localizzazione nucleare, sequenze tipiche di proteine da importare nel nucleo e caratterizzate da
a.a.
carichi
positivamente
di
lisina
e
arginina
NES: segnalazione di esportazione nucleare, sequenze tipiche di proteine da esportare dal nucleo e caratterizzate da 10
a.a. di leucina
Ran: GTPasi, fornisce direzionalità al trasporto nucleare, si trova legata a GTP nel nucleo e a GDP nel citosol
• Mitocondri
α-eliche anfipatiche: sequenze segnale di proteine mitocondriali, sintetizzate come precursori, che saranno trasportate
nella matrice e caratterizzate da un’estremità ricca di a.a. carichi positivamente e l’altra costituita da a.a. idrofobici
TOM:traslocatore della membrana esterna del mitocondrio;via principale per traslocazione di proteine per la matrice o
transmembrana
SAM: traslocatore della membrana esterna del mitocondrio e importante per inserimento di proteine a barile β, porine,
nella membrana esterna
TIM23: traslocatore della membrana interna con catene polipeptidiche che legano anche membrana esterna; via
attraverso cui vengono traslocate, per mezzo del gradiente elettrochimico di H+ e delle Hsp70 mitocondriali, proteine
nella matrice
TIM22: traslocatore della membrana interna che permette l’inserimento di proteine transmembrana che costituiranno
trasportatori per ADP, Pi e ATP
OXA: traslocatore della membrana interna che inserisce proteine transmembrana attraverso aperture laterali
Hsp70 mitocondriali: chaperoni che risiedono nella matrice e che fornisce energia, attraverso cicli di idroli di ATP, per
tirare internamente la proteina
Hsp 60 mitocondriale: agisce in seguito alla traslocazione completa della proteina nella matrice, legandosi a regioni
idrofobiche non ripiegate e mediandone il ripiegamento
• Perossisomi
catalasi e urato ossidasi: enzimi dei perossisomi utilizzati per ossidare substrati insieme all’ H2O2 e dare vita alla βossidazione (la catalasi adopera acqua ossigenata per ossidare substrati e la converte in acqua se in eccesso, la ossidasi
rimuove H da substrati organici formando acqua ossigenata).
SKL: sequenza segnale di proteine diretta ai perossisomi (Ser-Lys-Leu)
Pex: proteine di importazione di catene polipeptidiche che mostrano sequenza SKL; mutazione di Pex2 determina
sindrome di Zellweger; Pex16 indispensabile per la nascita di nuovi perossisomi; Pex5 accompagna il suo carico per tutto
il percorso all’interno del perossisoma
• Reticolo endoplasmatico
citocromo P450: enzima implicato nella detossificazione di molecole insolubili in acqua che avviene nel REL: consiste
nella solubilizzazione di tali molecole, eliminate poi attraverso le urine, che altrimenti si accumulerebbero nelle
membrane delle cellule risultando tossiche
SRP: 6 catene polipeptidiche e 1RNA, riconosce segnale di importazione per l'ER e media l’interazione dell’organello con
il ribosoma; blocca la sintesi proteina legandosi con un’estremità al sito di allungamento della catena polipeptidica
mentre trasporta il complesso ribosoma-proteina alla membrana dell’ER; il sito di legame alla sequenza segnale variabile
della proteina ( costituita il più delle volte da circa 8 a.a. idrofobici ) è una tasca idrofobica rivestita di metionine; GTP
dipendente
recettore SRP: proteina integrale di membrana esposta solo sulla superficie citosolica dell’ER che trasferisce il complesso
ribosoma-proteina al traslocatore; GTP dipendente
Sec61: traslocatore, complesso proteico che permette la traslocazione nell'ER; si apre in risposta al legame con la
sequenza segnale
SPC: peptidasi del segnale
PDI: proteina disolfuro isomerasi, residente nell’ER e che media la formazione di legami disolfuro a partire da gruppi
sulfidrilici (SH) su residui di cisteina
Sec62, Sec63, Sec71, Sec72: complesso proteico transmembrana per la traslocazione post-traduzionale delle proteine
che associa, attraverso il dominio luminale, molecole di Bip alla proteina in entrata nell’ER fornendo energia per tirarla
• UPR, risposta a proteine mal ripiegate
Hsp70 citosoliche: chaperoni che si legano alle proteine impedendone il ripiegamento
Bip: è uno chaperone (hsp70) ATP dipendente residente nell’ER che aiuta la traslocazione post-traduzionale nell’ER con
cicli di attacco e rilascio e riconosce proteine mal ripiegate
ATPasi SecA: motore proteico utilizzato dai batteri per traslocare proteine, ATP dipendente e caratterizzato da SecA che
passa, per mezzo di cicli di idrolisi dell’ATP, attraverso il traslocatore trascinando con se la proteina
IRE1: (inositol requiring) proteina chinasi transmembrana dell’ER attivata da UP che ne causano oligomerizzazione e
autofosforilazione, attivazione di un dominio endoribonucleasico che effettua lo splicing citosolico di un introne a innesca
la traduzione di proteine che regolano geni (EXBP1)
ATF6 : (activating trascriptional factor)proteina integrale di membrana trasportata al Golgi quando si verifica un
accumulo di UP, una volta rimosso il suo dominio citosolico ad opera di proteasi migra nel nucleo dove agisce da fattore di
trascrizione per proteine regolatrici
PERK : (protein ER chinase) chinasi transmembrana che fosforila eIF2 (inizio traduzione) inibendolo, blocca la sintesi di
molte proteine, fa produrre ATF4 fattore di trascrizione per CHOP, chemanda le cellule in apoptosi
• Dislocazione mediata tramite glicosilazione
dolicolo: lipide a tre passaggi nella membrana che àncora l’oligosaccaride pre-formato al monostrato luminale dell’ER
calnessina e calreticulina: chaperone molecolari (ATP dipendenti) attivati da Ca2+, riconoscono e trattengono nell’ER le
proteine mal ripiegate; la calnessina, proteina di membrana, ha affinità solo per proteine con un unico Glc, la
calreticulina è solubile.
Erp57, ha affinità solo per proteine con glucosio terminale nell'oligosaccaride
mannosidasi: enzima con cinetica lenta che elimina residui di mannosio determinando quanto tempo una proteina mal
ripiegata è rimasta nel lume dell’ER; sistema attraverso cui vengono distinte proteine mal ripiegate da proteine neotraslocate
N-glicosidasi:
deglicosila le proteine mal ripiegate in seguito a retrotraslocazione nel citosol per prepararle
all’ubiquitinazione
acil trasferasi: aggiunge due catene di acidi grassi al glicerolo fosfato presente sul monostrato citosolico dell’ER
ottenendo acido fosfati dico
Oligosaccaride trasferasi: enzima associato a tutti i traslocatori presenti sulla membrana dell’ER che media l’aggiunta di
un oligosaccaride pre-formato costituito da 14 zuccheri ( N-acetilglucosammina, mannosio e glucosio ) su gruppo NH2 di
asparagina
Capitolo 13 TRAFFICO VESCICOLARE
• Rivestimenti
COP I: riveste vescicole Golgi, 7 subunità proteiche, simile all’adaptina
COP II: riveste vescicole ER!Golgi ; complesso di subunità appartenenti alle proteine Sec (23,24,13,31,16) che vanno a
formare il coatomero
clatrina: ricopre vescicole del TGN e dell'endocitosi (MP); triskelion formato da 3 catene pesanti e 3 leggere
adaptina: proteina adattatrice che riconosce i segnali di endocitosi (code citosoliche recettori) e consente alla clatrina di
interagire ed inglobare le proteine del cargo
caveolina: coinvolta nel processo di endocitosi
• Formazione della vescicola, perdita del rivestimento e fusione con la membrana
Arf : GTPasi di reclutamento, media l'assemblaggio di COP I e clatrina sulle vescicole, ha una coda di acido grasso
Sar1: GTPasi di reclutamento, media l'assemblaggio di COP II, ha una coda di acido grasso
PIP: fosfoinositidi, agiscono come marcatori di organelli e domini di membrana, hanno un ruolo importante nella
gemmazione
ERGIC-53 (L-MAN1): recettore che “impacchetta” le proteine dirette all'ERGIC
Dinamina: GTPasi che si assembla ad anello intorno alla Gemma in formazione (lega PI(4,5)P2) e ne promuove il distacco.
auxillina: recluta ATPasi per rimuovere il rivestimento
Rab: GTPasi monometriche che danno specifità al trasporto; Rab 5 (endosomi precoci), Rab 7 (endosomi tardivi)
effettori Rab: facilitano trasporto, attracco e fusione, avvicinano le vescicole ai recettori
SNARE: catalizzano le reazioni di fusione vescicola-membrana grazie alla formazione del complesso trans-SNARE in cui le
eliche delle singole proteine si avvolgono liberando energia sfruttata per eliminare H2O e far così fondere le membrane;
v-SNARE: sinaptobrevina; t-SNARE: sintaxina e Snap-25; NON sono GTPasi
NSF: ATPasi che catalizza il disassemblaggio del complesso trans-SNARE (forma CIS, inattiva)
ESCRT: modellano le membrane degli endosomi precoci che si invaginano a formare i corpi multivescicolari per garantire
la completa degradazione; riconoscono le code citosoliche dei recettori trans membrana ubiquitinati
• Marcatura a M6P
Fosfotrasferasi: legame tra mannosio e N-acetilglucosammina fosfato
Fosfoglicosidasi: rompe il legame tra mannosio e N-acetilglucosammina, in modo tale che il mannosio sia legato solo al
gruppo fosfato in posizione 6.
Capitolo 14 MITOCONDRI
VDAC (porina): interazione con proteine anti-apoptotiche
TOM: traslocasi della membrana esterna, è necessario per l’importazione di tutte le proteine mitocondriali codificate nel
nucleo, aiuta a inserire proteine tran membrana nella m.e.
SAM: traslocatore presenti sulla m.e. dei mitocondri, aiuta ad inserire le proteine nella membrana esterna.
TIM 22 e TIM23: traslocasi m.i. mitocondri; il 22 media l’inserzione nella m.i. di proteine trasportatrici di membrana a
passaggi multipli, il 23 trasporta parte di proteine trasportate da TOM nello s.i. nella matrice
OXA: m.i. mitocondri, trasloca nello s.i. o sulle membrane le proteine sintetizzate nella matrice mitocondriale o quelle
inizialmente trasportate nella matrice da TIM e TOM. Arrivate in matrice viene tagliato il segnale, ciò ne smaschera uno
ulteriore.
Fzo (m.ext.), Mgm1(m.int.), Ugo1(raccorda): fusione mitocondri nel lievito
Mfn1, Mfn2, OPA1 : fusione mitocondri mammiferi
Dnm1 (m.ext.), Fis1 (m.int.), Mdv1 (adattatrice): fissione mitocondri lievito
Mdm30: degrada Fzo1.
Pc1p: attiva Mdm30.
Drp1 (DLP 1), H-fis1: fissione mitocondri mammiferi
ATPsintasi: spinge la sintesi di ATP mediante catalisi rotatoria creando una via idrofilica attraverso la m.i. che permette
ai protoni di scorrere lungo il loro gradiente elettrochimico provocando la rotazione dell’anello del rotore; è composto da
una testa (ATPasi F1) e da un trasportatore trans membrana di H+ (FO);
PTP (Permeability Transition Pore): canale non selettivo regolato da voltaggio, forse associato a Bax e VDAC, fa
fuoriuscire SMAC e AIF (proapoptotiche), Ca2+e citocromo c, ROS (radicali liberi) e H+!il mitocondrio non funziona più!
Capitolo 15 COMUNICAZIONE CELLULARE
• Recettori tirosina chinasi
Recettore tirosina chinasi (RTK): si attiva in seguito a dimerizzazione (prossimità indotta) per transautofosforilazione
dopo stimolo mitogenico
IGF1 (insuline growth factor 1): molecola segnale che stimola la via PI 3 chinasi –Akt determinando crescita,
proliferazione e sopravvivenza
IRS1 (subunità 1 del recettore dell’insulina): proteina accessoria che partecipa nella via di segnalazione mediata
dall’insulina e che subisce fosforilazione su tirosine specifiche determinando la formazione di siti di attracco, assenti sul
recettore attivo, per proteine di segnalazione
Fosfolipasi c-γ (PCLγ): proteina di segnalazione intracellulare che può legarsi a specifiche fosfotirosine del recettore
attivato determinando l’attivazione di PI, l’aumento del Ca2+ con conseguente attivazione della PKA
PI 3-chinasi: proteina di segnalazione che può legarsi a specifiche fosfotirosine del recettore attivato che fosforila lipidi
di membrana e no proteine determinando siti di attracco per proteine sulla membrana plasmatica
Famiglia Src: proteine di segnalazione che possono legarsi a recettori attivati su tirosine fosforilate specifiche
domini SH2 (regione di omologia a Src): domini di legame delle proteine di segnalazione intracellulare alle fosfotirosine
dei recettori attivati
domini PTB (regione di omologia a fosfotirosine): domini di legame delle proteine di segnalazione intracellulare alle
fosfotirosine dei recettori attivati
domini SH3: domini di legame, ricchi di prolina, per proteine che non legano fosfotirosine e presentate da proteine
impalcatura
c-Cbl: molecola di segnalazione che inibisce il segnale etichettando con ubiquitina il recettore che lega internalizzandolo
in vescicole endocitiche
UIM (motivi di interazione con ubiquitina): proteina che presenta domini che riconoscono recettori RTK
monoubiquitinati contenuti in vescicole endocitiche e li indirizza alla via di degradazione nei lisosomi
NGF (nerve growth factor): molecole segnale che inducono l’internalizzazione del recettore (TrkA) senza inibirne la
trasmissione del segnale ma favorirne la propagazione (sistema usato nelle cellule nervose per trasmettere segnale
dall’assone al corpo cellulare)
• Ras
Ras: GTPasi monomerica di smistamento del segnale (hub del segnale) con catena anfipatica utilizzata per legarsi alla
membrana plasmatica da dove svolgerà le sue funzioni (stimola differenziamento e proliferazione); tre tipi di Ras: H-K-N
Sev (Seven-less): recettore RTK espresso dalla cellula fotorecettoriale R7 (cellula responsabile della rilevazione dei raggi
UV)
Boss (Bride-of-Sevenless): proteina trans membrana mostrata dalla cellula fotorecettrice R8 e che funge da ligando per
RTK-Sev di R7: interazione tra queste due strutture scatena la via di differenziamento tipica di R7
Ras: GTPasi monomerica che avvia la trasduzione del segnale, attivando cascata di MAP-chinasi
Sos: membro della famiglia GEF, si attiva legandosi a Drk per mezzo di domini SH3 e attiva Ras
Drk: adattatore che riconosce la tirosina fosforilata sul recettore attivato con un dominio SH2 e proteina SOS mediante
siti ricchi di prolina attraverso due domini SH3
Grb2 : omologo nei mammiferi: adattatore che riconosce la tirosina fosforilata sul recettore attivato con un dominio SH2
e proteina SOS mediante siti ricchi di prolina attraverso due domini SH3
Raf: MAP-chinasi-chinasi-chinasi; attivata direttamente da Ras
Mek: MAP-chinasi-chinasi
Erk: MAP-chinasi; fosforila, attivandole, proteine che regolano geni
• Rho
GDI: inibitore della dissociazione del nucleotide guanilico; mantiene inattivo Rho
Eph: recettore presente sulla punta degli assoni in crescita o lungo i bordi avanzanti delle cellule migranti
efrina: molecola di segnalazione extracellulare che funge da guida per gli assoni e per le cellule migranti; quando lega
Eph attiva segnalazione bidirezionale
efexina: RhoA-GEF stimolata in seguito ad attivazione di Eph per legame con efrina e scatena attivazione di RhoA con
conseguente riorganizzazione del citoscheletro di actina
PTEN : fosfatasi specifica per PI fosforilati la cui mutazione determina l’insorgenza di tumori
PH: domini di omologia alla pleckstrina che permettono il legame delle proteine di segnalazione cellulare al PI(3,4,5)P3
Akt: proteina di segnalazione intracellulare, chiamata anche proteina chinasi B (PKB), implicata nella via di crescita,
sopravvivenza e proliferazione scatenata dall’insulina (IGF1) e attivata dal legame con PI(3,4,5)P3 per mezzo dei domini
PH
PDK1: proteina chinasi 1 dipendente da fosfoinositidi, è la seconda chinasi che viene attivata per mezzo del legame al
PI(3,4,5)P3 attraverso domini PH
Bad: proteina proapoptotica inibita dalla fosforilazione di Akt che crea siti fosfoserinici per il legame di proteina
impalcatura 14-3-3 che sequestra Bad impedendole di adempiere alle sue usuali funzioni
rapamicina: tossina batterica che inibisce l’azione di TOR; utilizzata nelle pratiche cliniche come immunosoppressore e
antitumorale
TOR: proteina serina/treonina chinasi, chiamata mTOR nei mammiferi e che stimola la crescita; due complessi adempiono
a questa funzione: 1) complesso mTOR1 contiene proteina raptor, sensibile alla rapamicina, che induce la sintesi di
ribosomi, la sintesi proteinca, inibisce la degradazione di proteine e stimola l’assunzione di metaboliti e il metabolismo;
2) complesso mTOR2 contiene proteina rictor, insensibile alla rapamicina, che attiva Akt e stimola la riorganizzazione del
citoscheletro di actina mediante Rho-GTP
Tsc2: è una GAP, fosforilata e inibita da Akt
Rheb: attivata per inibizione di Tsc2 e stimola l’attivazione di mTOR
• TGFβ
TGFβ: superfamiglia di molecole segnalatrici che agiscono da morfogeni e stimolano la crescita, la proliferazione e
differenziamento, nell’adulto stimolano la rigenerazione di tessuti e la risposta immunitaria
TGFβ/attivine: sottofamiglia delle molecole TGFβ che legano recettori serina/treonina chinasi ( divisi in classe II e I )
BMP: proteine morfogeniche dell’osso, sottofamiglia delle molecole TGFβ che legano recettori serina/treonina chinasi
( divisi in classe II e I )
R-Smad: proteine reclutate da recettore di classe I attivato: Smad 2 o 3 per le attivine e Smad 1,5,8 per BMP
Co-Smad: Smad 4 citosolica attivata dal legame di una R-Smad fosforilata da recettore di classe I e con la quale forma un
complesso
che
si
dirige
nel
nucleo
per
trascrivere
geni
Smad 6-7: Smad inibitrici della via Smad e che determinano un feedback negativo
Smurf: ubiquitina ligasi attivata dalle Smad inibitrici per etichettare con ubiquitina il recettore e inviarlo alla
degradazione
in
proteasomi
SARA: proteina transmembrana presente negli endosomi precoci che amplifica la segnalazione intracellulare inducendo
l’attacco delle Smad al recettore di classe attivato da quello di classe II
chordin:
proteina
inibitrice
della
molecola
noggin:
proteina
inibitrice
della
molecola
follistatina: proteina inibitrice della molecola di segnalazione delle attivine
di
di
segnalazione
segnalazione
BMP
BMP
• Notch: organizzazione e sviluppo dei tessuti
Notch: recettore transmembrana implicato nella segnalazione intracellulare attraverso taglio proteolitico regolato che
determina
l’attivazione
di
proteine
latenti
regolatrice
di
geni
Delta: proteina transmembrana che funge da ligando per il recettore Notch per il processo di differenziamento delle
cellule
neurali
nel
tessuto
epiteliale
di
Drosophila
Rbpsuh: proteine trascritte in seguito all’attivazione di geni regolati dalla coda citoplasmatica di Notch che ha subito
taglio proteolitico
geni Hes: trascritti per mezzo delle proteine Rbpsuh e che codificano per altrettante proteine regolatrici di geni,
specialmente inibitori
γ-secretasi:
responsabili
del
taglio
proteolitico
del
recettore
Notch
Presenillina: subunità delle γ-secretasi, la cui mutazione determina una forma di demenza presenile ricollegabile al
morbo di Alzheimer
Fringe: famiglia di glicosil trasferasi che determinano una diversa glicosilazione in O del recettore Notch, che è una
glicoproteina, determinandone la specificità
• Wnt: via della β-catenina
Wnt: molecola di segnalazione extracellulare che stimola crescita, proliferazione e differenziamento; presenta catena
anfipatica per legarsi saldamente alla membrana plasmatica; ne esistono 19 tipi; determina tre vie di segnalazione tra cui
quella
della
β-catenina
Frizzled: proteina trasmembrana a 7 passaggi che funge da recettore di Wnt; ne esistono 7 tipi
Dishvelled:
proteina impalcatura collegata sempre al recettore Frizzled, necessaria per trasmettere il segnale
LRP: co-recettore collegato al recettore per le LDL implicato nella via di segnalazione mediata da Wnt
β-catenina: proteina multifunzionale implicata sia nelle giunzioni cellula-cellula che nella regolazione dei geni; quando è
assente Wnt che stimola via di segnalazione mediata da Wnt, la β-catenina non lega le caderine, distruggendo la
giunzione con conseguente sua degradazione
CK1 (caseina chinasi 1): fosforila la β-catenina in serina
GSK3 (glicogeno sintasi chinasi 3): fosforila ulteriormente la β-catenina diventata serina per marcarla con ubiquitina e
degradarla
axina: proteina impalcatura che tiene insieme il complesso di degradazione della β-catenina
APC (Adenomatous polyposis coli): proteina impalcatura che tiene insieme il complesso di degradazione della β-catenina
CK1γ: fosforila, insieme a GSK3, la coda citoplasmatica di LRP che recluterà, a sua volta, la proteina impalcatura axina
disassemblando il complesso di degradazione della β-catenina
Groucho: repressore dei geni regolati dalla β-catenina
LEF1/TCF: geni regolati dalla β-catenina che, una volta accumulata nel nucleo, sposterà il repressore Groucho fungendo
essa stessa da attivatore trascrizionale
c-Myc: proteine trascritte da LEF1/TCF e costituiscono potenti stimolatori di crescita e di proliferazione
• Hedgehog: secerne proteine quali morfogeni o mediatori locali
Hedgehog: molecola di segnalazione extracellulare con molecola di colesterolo e catena di acido grasso legate per
saldare il segnalatore alla membrana plasmatica; trascritto da tre geni: Sonic, Desert, Indiand Hedgehog
Pa t c h e d : p r o t e i n a t r a n s m e m b r a n a a 1 2 p a s s a g g i c h e f u n g e d a r e c e t t o r e p e r H e d g e h o g
iHog:
proteina
transmembrana
che
funge
da
corecettore
con
Patched
Smoothened: recettore transmembrana responsabile della propagazione della segnalazione mediata da Hedgehog ma
tenuto da Patched in apposite vescicole quando Hedgehog manca; se Hedgehog lega Patched, questo viene endocitato e
degradato mentre Smoothened viene attivato da PKA e CK1 e trasportato alla membrana plasmatica, degradando il
complesso di degradazione di Ci permettendo a questa di accumularsi nel nucleo e regolare l’espressione di geni come
quelli
che
codificano
per
Patched
(feedback
negativo)
Ci (Cubitus interruptus): proteina di segnalazione intracellulare che permette la trasmissione del segnale a valle; quando
manca Hedgehog Ci viene processata da un apposito complesso di proteine che la degraderanno in piccoli segmenti che si
accumuleranno
nel
nucleo
fungendo
da
repressori
trascrizionali
Costal2: proteina impalcatura che tiene insieme le chinasi PKA, GSK3, CK1 che processeranno Ci
Fu s e d : p r o t e i n a c h i n a s i c h e t i e n e i n s i e m e l e c h i n a s i P K A , G S K 3 , C K 1 c h e p r o c e s s e r a n n o C i
Gli1, Gli2, Gli3: ulteriori proteine di segnalazione intracellulare che trasmettono il segnale a valle implicate nella via di
segnalazione
mediata
da
Hedgehog
ciclopmanina: molecola che inibisce Smoothened; usata per curare carcinoma a cellule bollose determinata dalla
mutazione di Patched.
Capitolo 16 CITOSCHELETRO
•Microfilamenti (forma e movimento cellulare, legano ATP)
latrunculina: si lega ai monomeri di actina! depolimerizzazione microfilamenti
falloidina: stabilizza i filamenti di actina e ne aumenta la polimerizzazione
citocalasina: lega il polimero, incappuccia le estr + dei microfilamenti di actina e inibisce la polimerizzazione
CNF: (E.Coli) promuove la polimerizzazione dei microfilamenti
swinholide: taglia i microfilamenti di actina
tropomiosina: stabilizza il filamento di actina impedendone l’interazione con altre proteine; dipende da Ca2+ e
partecipa alla contrazione muscolare
profilina: compete con la timosina, recluta i monomeri di actina ed accelera la polimerizzazione dei microfilamenti; è un
interruttore molecolare, in forma inattiva legato alla M.P. da PIP2
timosina: blocca la polimerizzazione dell'actina legandosi ai monomeri
ARP2/3 : favorisce la nucleazione (formazione di reti di actina)
formina: favorisce la nucleazione (formazione di fasci di actina)
fascina: promuove la formazione di fasci strettissimi di actina
fimbrina: fasci di actina compatti (14nm)!la miosina II non può entrare; si trova nei microvilli
α-actinina : fasci lassi di actina (30nm)!consente interazione con miosina II;si trova nel disco Z delle fibre muscolari con
Cap Z e nelle fibre da stress (contatti focali)
villina: fasci di actina nei microvilli
miosina I: attacca i filamenti di actina alla MP dei microvilli
filamina: dimero che forma reti di microfilamenti di actina (nei lamellipodi)!gel lasso e viscoso pinzando i filamenti ad
angolo retto
spettrina: rete di microfilamenti di actina sotto la MP degli eritrociti; 4 catene polipeptidi che allungate (2alfa e2beta)
distrofina: legata ad actina e complessi glicoproteici
cofilina: fattore depolimerizzante dell'actina, destabilizza i microfilamenti, aumento velocità di treadmilling, turnover
dei filamenti
ERM (ezrina, radixina, moesina): mantenimento polarità cellulare, attacca i filamenti di actina (C-term) a proteine della
MP (N-term)
gelsolina: taglia i filamenti di actina senza consumo di energia e li incappuccia all’estremità +; è attivata da alti livelli di
Ca2+ citosolici e può essere rimossa per aumento di PIP2
capZ: incappuccia l'estremità + dei microfilamenti di actina
tropomodulina: incappuccia l'estremità – dei microfilamenti nelle cellule muscolari
Rho: GTPasi, promuove la formazione di fasci di actina e miosinaII nelle fibre da stress e il raggruppamento di integrine
e proteine associate nei contatti focali
Rac: famiglia Rho, promuove la polimerizzazione dell’actina alla periferia cellulare!lamellipodi
Cdc42: famiglia Rho, formazione di fasci di actina! filopodi e microspine
ROCK (attivata da Rho): chinasi che fosforila MLC (catena leggera miosina II)
WASP: aumenta la velocità di nucleazione legandosi ad ARP2/3 in forma attiva (aperta e associata con Cdc42-GTP)
nebulina: proteina stampo che regola la lunghezza dei filamenti di actina nelle fibre muscolari
titina: molla molecolari che tiene i filamenti spessi di miosina al centro del sarcomero durante la contrazione
troponina: complesso di 3 polipeptidi (I,T e C) coinvolto nella contrazione muscolare; la troponina I si lega all’actina e
alla troponina T interferendo con l’attacco delle teste di miosina; l’aumento del calcio in seguito a stimolo nervoso porta
la troponina C (simile a calmodulina) a separare la troponina dall’actina per permettere l’interazione con la miosina e
dunque la contrazione
calmodulina: recettore intracellulare del calcio con 4 domini di legame ad alta affinità
•Microtubuli (traffico vescicolare, fuso mitotico, ciglia e flagelli)
FtsZ: analogo batterico della tubulina
colchicina: si lega a tubulina libera! depolimerizzazione microtubuli
taxolo: stabilizza i microtubuli e ne aumenta la polimerizzazione
vinblastina: depolimerizzazione microtubuli
nocodazolo: depolimerizzazione microtubuli
XKCM1: promuove un cambio di conformazione dei microtubuli (destabilizza)
XMAP215:
XMAP215 stabilizza l’estremità + dei microtubuli, impedendo la brusca depolimerizzazione;
la sua
fosforilazione all’inizio della mitosi provoca un aumento della instabilità dei microtubuli che si disassemblano in modo
tale che i dimeri di tubulina possono essere riutilizzati per formare il fuso mitotico.
statmina: impedisce la polimerizzazione dei microtubuli legandosi alla tubulina libera e inducendo l’idrolisi del GTP
catastrofine: depolimerizzazione, idrolisi GTP su estremità + dei microtubuli, PXKCM1 (chinesina).
katanina: taglia i microtubuli rompendo i 13 legami longitudinali dei proto filamenti grazie all’idrolisi di ATP, destabilizza
agendo al centro.
centrosoma (MTOC): centrina, CEP110, CEP 250, γ-tubulina (γ-tuRC)
+TIP: proteine che legano l'estremità +, modulano la crescita e decrescita, o il posizionamento (EB1, CLIP170, CLIP115)
EB1: famiglia +TIP importante nel posizionamento del fuso
MAPs: proteine associate ai microtubuli; MAP2 fasci lassi; tau: fasci compatti; Il legame delle MAPs ai microtubuli può
essere regolatomediante fosforilazione e defosforilazione. Fattori di crescita possono attivare chinasi che catalizzano la
fosforilazione del sito di legame delle MAPs alla tubulina (MAP kinasi). La fosforilazione determina il distacco delle MAPs
dai microtubuli. Le proteine fosfatasi che rimuovono il fosfato dalle MAPs sono anch’esse regolate.
Policistina: proteina della m. del ciglio renale (sensore ambientale).
Class dip: lega le estremità + ancora in grado di crescere in mitosi, dopo l'ancoraggio.
•Filamenti intermedi (impalcatura e organizzazione dei tessuti, resistenza meccanica della cellula)
Neurofilamenti: negli assoni dei neuorni, del tipo M, L o H.
Cheratina: epiteli
desmina: F.I. simili a vimentina, presente nel muscolo
GFAP: cellule gliali, SN
lamìna: lamina nucleare
recettore laminina B: lega i F.I. alla membrana nucleare interna
filaggrina: fasci di FI di cheratina, conferisce resistenza.
plectina : formazione dei legami crociati nei fasci di FI di vimentina; collega i FI a microtubuli, microfilamenti e miosinaII
IFAP: (proteine associate ai filamenti intermedi)
acrilamide: disassemblaggio e riarrangiamento FI
anchirina: lega i filamenti intermedi all'actina
desmoplachina e placoglobina: legano i FI ai desmosomi
• MOTORI PROTEICI: sfruttano l’idrolisi di ATP
Miosine: si muovono verso estremità + dei microfilamenti di actina
- miosina I: formazione microvilli, organizzazione cellulare, trasporto vescicole
- miosina II: attività contrattile, attivata da fosforilazione da parte di MLCK (calcio dipendente) con idrolisi di ATP; si
trova nelle fibre -muscolari (contrazione sarcomero) e nelle fibre da stress
- miosina V: media trasporto vescicolare
- miosina VI: trasporto intracellulare, si muove verso estremità MLCK: chinasi della catena leggera della miosina II, calcio dipendente favorisce l’assemblaggio della miosina in filamenti
bipolari->contrazione muscolare; nella mitosi permette la formazione dell’anello contrattile responsabile della divisione
cellulare
Chinesine: interagiscono con microtubuli polari, idrolisi di ATP, si muovono verso estremità + (molto più frequentemente,
hanno motore N-terminale o centrale) o – (chinesina 14, motore C-terminale)
- chinesina-5: tetramero in grado di legare contemporaneamente 2 microtubuli
e farli slittare per allontanarli
(microtubuli interpolari del fuso)! allontanamento dei centrosomi
- chinesine 4 e 10: permettono l’aggancio dei microtubuli del cinetocore ai cromatidi
- chinesina-13: fattori di catastrofe
- chinesina-14: viaggia in senso opposto alle altre chinesine (verso -), coinvolta nel movimento dei microtubuli interpolari
del fuso
- Bim C: partecipa al fuso mitotico ancorandosi all’estremità – di un microtubulo e muovendosi verso l’estremità + di un
altro
KRP: kinesine related proteins, in mitosi allineano i centrosomi
dineine: si muovono verso l’estremità – dei microtubuli
dineine del citoplasma: durante la formazione del fuso tirano verso l’esterno i microtubuli astrali muovendosi verso la
loro estremità -; per funzionare si legano a dinactina
dineine dell'assonema: legano le coppie di tubuli AB adiacenti, sono sì responsabili della flessione di ciglia e flagelli
dinactina: complesso proteico che favorisce la dineina citoplasmatica nel trasporto degli organelli; comprende un
filamento di Arp1 che si associa con anchirina e spettrina delle vescicole provenienti dal Golgi
Capitolo 17 CICLO CELLULARE
BrdU: bromo deossi-uridina, utilizzata per monitorare la fase S del ciclo cellulare e lo stato del DNA duplicato
c-Fos e c-Jun: (risposta precoce immediata) attivatori trascrizionali con cerniera di leucina che dimerizzano a formare
AP1: regola trascrizione di c-Myc
c-Myc : (risposta precoce tardiva) sintesi ciclina D, trascrizione E2F
cicline : regolano CDK e ciclo cellulare
CDK : chinasi dipendenti da ciclina; caratterizzato da un ansa T che copre sito di legame inibendo la Cdk
complessi CDK-ciclina: ciclina D associata a Cdk 2 e Cdk4 per complessi G1-Cdk; ciclina E associata aCdk 2 per complessi
G1/S-Cdk; ciclina A associata a Cdk 2 e Cdk 1 per formare complessi S-Cdk; ciclina B associata a Cdk 1 per complessi MCdk
CAK : chinasi che attiva la ciclina; fosforila un residuo sull'ansa di CDK
CKI : inibitori del complesso ciclina-CDK
p27 : regolatore negativo, è una CKI
SCF: è un target di c-Myc; è un’ubiquitina ligasi responsabile della degradazione di alcune CKI e delle cicline G1/S;
agisce con l’aiuto di E1, E2 e di F-Box
Rb: proteina che inattiva E2F
E2F : regola geni; trascrizione ciclina E e ciclina A di fase S
ATM e ATR: sensori del danno al DNA, sono proteine chinasi che fosforilano p53 tramite l’attivazione di altre chinasi
(Chk1 e Chk2)
p53 : attivatore trascrizionale di p21 per riparazione danno DNA e di Puma e Noxa per l’apoptosi, è instabile in cellule
normali
Mdm2 : E3-ubiquitina-ligasi che inattiva p53
Arf: proteina attivata in seguito a segnale mitogenico anormale, lega e inibisce Mdm2 per permettere l’accumulo di p53
nel nucleo per la trascrizione di p21
p21: CKI che rallenta il ciclo impedendo l’accesso in fase S in seguito a danni al DNA
sulA (E.Coli): codifica per un inibitore della mitosi in caso di danno al DNA
pre-RC: complesso prereplicativo formato da Cdc6 (fattore di caricamento dell’elicasi), Cdt1 ,ORC (complesso di
riconoscimento dell’origine: sequenze specifiche di DNA facili da aprire, nei batteri 11GATC, negli eucarioti sequenza
genica della beta globina), Mcm (esamero,elicasi)
geminin: proteina che, quando sono attive le Cdk, lega la Cdt1 inibendola e impedendo la formazione del complesso preRC; distrutta in seguito da APC/C
Wee1: chinasi, inibisce M-cdk fosforilandolo
Cdc25: fosfatasi che elimina il fosfato inibitore
POLO: chinasi, attiva Cdc25
APC/C : promotore anafase, ubiquitina ligasi che si attiva tramite la sua stessa fosforilazione e l’interazione con Cdc20
(anafase) e Cdh1(mitosi tardiva e G1 precoce); tra i sui target la securina e la ciclina M (sua stessa attivatrice, che avvia
a degradazione); la sua inibizione provoca un arresto in metafase
Mad 2: si lega alle proteine del cinetocore, inibisce Cdc 20 finché i cromosomi non sono tutti allineati all’equatore
(piastra metafasica)
Aurora-B: controlla che vi sia la giusta tensione ai lati del cromosoma; qualora vi sia un’irregolarità causata da un legame
tra cinetocore ed estremità + dei microtubuli non corretto l’Aurona-B media il distacco
securina : ai lega alla separasi e la inattiva
separasi : degrada le coesine
Bub 1 e 3: proteine dello spindle check-point, si legano al cinetocore e controllano che tutti i cromatidi siano agganciati
al fuso
coesine : complessi proteici che tengono uniti i cromatidi fratelli; formate 4 subunità: Smc1 e Smc3 sono a coiled-coil
con un dominio ATP di testa e sono legate tra loro da Scc1 ( attaccata dalla separasi ) e Scc3
M-Cdk: fosforila l’istone H1 e le condensine (condensazione cromosomi), lamìna nucleare (disassemblaggio involucro
nucleare in pro metafase), nucleolina (disassemblaggio nucleolo), MLC, MAPs e catastrofine (che promuovono la
disorganizzazione del citoscheletro in interfase)
Plk di tipo Polo: chinasi necessaria per assemblare il fuso
Chinasi POLO-like: anello contrattile
Aurora: controlla i componenti che costituiscono il fuso
condensine: “inanellano” e condensano progressivamente anse di DNA in mitosi; formate da 5 subunità ATP dipendenti:
Smc2 e 4 formano la pinza e CAP-G, H e D2 costituiscono il fulcro
CENP-A-B-C: proteine del cinetocore
RhoA: citocinesi, attivata da una GF va ad attivare la chinasi ROC che fosforila e attiva MLC
Cdc14: fosfatasi utilizzata dai lieviti per defosforilare proteine durante la telofase
septine: anello contrattile assemblato durante la fase G1 tardiva dai lieviti
S6K: S6 chinasi, attivata da TOR e che fosforila la proteina ribosomiale S6, aumentando la capacità del ribosoma di
tradurre una sottoclasse di mRNA che codificano per la maggior parte dei componenti ribosomiali
shugoshine: proteggono complessi di coesina reclutando una fosfatasi che inverte la fosforilazione della coesina mediata
dalla separasi
Capitolo 18 APOPTOSI
•Effettori
Caspasi: proteasi che si attivano subendo il taglio proteolitico a livello di Asp da parte di altre caspasi già attive
(cascata); una volta tagliate dimerizzano e poi si assemblano con un altro eterodimero a formare un tetramero attivo;
Casp 8 , 10 (via estrinseca) e 9 (via intrinseca) sono iniziatrici, altre come Casp 3 sono esecutrici
•Adattatori
via estrinseca
Fas: eteodimero a 3 domini che appartiene alla famiglia del TNF e si lega ai recettori di morte
ligando di morte Fas: lega recettore Fas attivando la via estrinseca
FADD: proteina adattatrice che lega da una parte i recettori di Fas (dominio di morte) e da un'altra le procaspasi 8 o 10
(dominio effettore di morte)
DISC: complesso di segnalazione che induce la morte formato dai recettori, da FADD e dalle procaspasi
recettore esce: sfrutta mimetismo molecolare competendo con recettore Fas al legame con ligando di morte Fas;
inibitore della via estrinseca
FLIP: proteina di blocco intracellulare; somiglia alle procaspasi ma è priva di dominio proteolitico; è un inibitore della via
estrinseca
via intrinseca
citocromo c: rilasciato dai mitocondri in seguito a stimolo apoptotico si lega e attiva Apaf1
Apaf1: proteina adattatrice che recluta la procaspasi 9 tramite il dominio CARD in seguito alla formazione di un eptamero
(apoptosoma)
•Regolatori
Bcl2 e BclXL: proteine antiapoptotiche
Bax e Bad: proteine proapoptotiche di tipo BH123; si trovano rispettivamente nel citosol e sulla membrana mitocondriale
esterna, in caso di stimolo apoptotico inducono il malfunzionamento di OPA1 e clusterizzano a formare un poro per la
fuoriuscita del citocromo c e del Ca2+; normalmente sono inattivate da Bcl2
Bad, Bim, Puma, Noxa, Bid: proteine proapoptotiche di classe BH3only, reprimono Bcl2 consentendo l’attivazione delle
proteine di tipo BH123; Bid funge da mediatore tra via intrinseca ed estrinseca (t-Bid)
IAP: inibitori dell’apoptosi, ubiquitinano e avviano le caspasi a degradazione
anti-IAP: si legano agli IAP e li inattivano (es: Reaper, Grim, Hid, Smac o DIABLO, Omi)
AKT (proeina chinasi beta): serina/treonina chinasi, fosforila Bad e stimola la sopravvivenza cellulare
Capitolo 19 GIUNZIONI CELLULARI
• Giunzioni aderenti e desmosomiche
Caderine: mediano l’adesione cellula cellula; sono Ca2+ dipendenti e si attivano per dimerizzazion, legame debole di tipo
omofilico (principio del velcro); si trovano nelle giunzioni di ancoraggio:
1. ZA, stabilizzano la polarità cellulare e formano una cintura intorno alla cellula;
2. desmosomi, forza meccanica.
Si dividono in:
- caderine classiche: hanno 5 domini e.c. con omologia di sequenza e 1 dominio citosolico che lega microfilamenti di
actina; si suddividono a loro volta in:
TIPO I: sequenza HAV al C-term; E (ectoderma, epiteli), N (tubo neurale), P,R,M
TIPO II: mancano di HAV; K,H, VE (corecettore per il VEGF che promuove la sopravvivenza cellulare, mancata
espressione = apoptosi)
- caderine non classiche: hanno una sequenza meno correlata; es: T (priva di dominio citosolico, ancora GPI), Fat,
Flamingo. Si dividono in:
PROTOCADERINE: espresse a livello delle sinapsi (assieme a caderina N e N-CAM), codificate da 50 geni diversi che
subiscono splicing alternativo, NON contengono i 5 domini e.c.
CADERINE DESMOSOMIALI: desmogleine e desmocolline, si legano ai filamenti intermedi attraverso desmoplachina e
placoglobina (γ-catenina!)
Desmogleine e desmocolline: caderine desmosomiali che attraversano la placca, con la testa legano placoglobina e
placofilina, con la coda legano caderine desmosomiali dell'altra cellula.
Placoglobina e placofilina: mediano il rapporto tra le teste delle caderine desmosomiali e la desmoplachina.
Desmoplachina: media l'interazione tra filamenti intermedi e le molecole adattatrici placoglobina e placofilina.
Catenine: sottoclasse delle caderine, subunità α, β, γ, p120, proteine di ancoraggio intracellulare che mediano il
raccordo tra le caderine e il citoscheletro di actina; es: p120 (si associa alla chinesina per assemblare il complesso sotto
la membrana), β-catenina (il cui eccesso provoca la sua azione come fattore di trascrizione, patologie embrionali).
Selettine: mediano adesioni transitorie cellula-cellula; partecipano al traffico eritrocitario e alla risposta infiammatoria
(extravasazione e diapedesi); sono Ca2+ dipendenti ; ciascuna ha un dominio lettina che genera un legame eterofilico con
oligosaccaridi specifici su cellule adiacenti; collaborano con le integrine che mediano l’interazione cellula-cellula e
riconoscono le molecole di adesione endoteliale (V-CAM e I-CAM) in seguito a liberazione di IL; es: L-selettina
(leucociti!CT34?), P-selettina (piastrine, PSGL1), E-selettina (endotelio attivato, ESL1)
Ig- like CAM: hanno 1/+ domini di omologia con le immunoglobuline anticorpali, sono Ca2+ indipendenti; possono generare
legami d i tipo :
1) eterofilico: V-CAM (α4β1) e I-CAM (α1β2);
2) omofilico: N-CAM, presenti in 20 isoforme ottenute da un unico gene per splicing alternativo, regolatori fini
dell’adesione rispetto alle caderine, la loro sialiazione è inversamente proporzionale alla forza di adesione; es: FAS 3:
sinapsi neuromuscolari
• Giunzioni occludenti (/strette, /settate negli invertebrati)
claudine, occludina e tricellulina: tight junctions, proteine transmembrana che tengono assieme membrane plasmatiche
adiacenti.
• Giunzioni gap
connessine: proteine trans membrana a 4 passaggi; 6 si assemblano a formare un emicanale o connessone nelle
giunzioni GAP. Presentano un'emivita molto breve a causa della struttura dinamica dovuta alle continue aggiunte e
rimozioni strutturali mediante esocitosi e endocitosi.
• Contatti focali e emidesmosomi
Integrine: proteine trans membrana che mediano l’adesione cellula-matrice; sono etero dimeri costituiti da subunità α e
β; attraversano la membrana con lunghi domini e.c. N-terminali e brevi code citosoliche che si legano al citoscheletro di
actina tramite talina; sono Ca2+ e Mg2+ dipendenti; l’unica integrina che si lega ai F.I. (cheratina) , tramite plectina e
distonina, è l’ α6β4 presente negli emidesmosomi che saldano le cellule epiteliali alla laminina della lamina basale.
Talina: proteina di collegamento tra l'actina e la coda intracellulare delle integrine nei contatti focali. Le integrine con la
testa vanno ad ancorarsi su proteine della ECM come la fibronettina.
Filamina, vinculina e α-actinina: proteine che rafforzano il legame tra talina e actina nei contatti focali.
Distonina e plectina: proteine che mediano l'interazione tra i FI (cheratina) e l'integrina α6β4 negli emidesmosomi. Le
integrine dall'altro lato legano la laminina (esterno della cellula).
disintegrine: competono con le integrine per il legame con ECM.
FAK: chinasi dell’adesione focale, tirosina chinasi citoplasmatica presente nelle giunzioni cellula matrice (contatti focali)
in associazione con le code citoplasmatiche delle integrine; le molecole raggruppate di FAK si fosforilano a vicenda su una
tirosina specifica, creano un sito di attracco fosforilato per membri della famiglia Src di tirosina chinasi citoplasmatiche
paxillina e talina: proteine di ancoraggio intracellulari che reclutano FAK alle adesioni focali legando rispettivamente la
subunità α e quella β delle integrine
• Matrice extracellulare (ECM)
ECM (supporto tridimensionale, barriera che regola gli scambi sangue-cellula, deposito biologico di molecole con capacità
di regolare l’ attività cellulare, complesso molecolare in grado di indurre e mantenere lo stato differenziato,adesione,
migrazione,proliferazione,differenziamento)
GAG: catene polisaccaridiche lineari formate da unita’ disaccaridiche, resistono a forze di compressione POICHÈ la carica
negativa (gr. solfato e carboss.) attira una nube di cationi osmolarmente attivi, che quindi portano con sè acqua che
genere turgore e quindi una forza di resistenza alla compressione; 4 gruppi:
1) Ialurano: l'unico che differisce dal resto dei GAG poichè non presenta gruppi solfato e non è legato a proteine centrali
(CD44: glicoproteina trans membrana che funge da recettore per lo ialuronano)
2) Condroitin e darmatan solfato;
3) Eparina solfato;
4) Cheratan solfato.
proteoglicani: proteine a cui e’ legata una componente glicidica di GAG, di solito all’OH terminale delle serine mediante
un tetra saccaride link (xilosio-galattosio-galattosio-acido glucuronico); possono legare fattori di crescita (in questo caso i
GAG fungono da corecettori per la trasduzione del segnale, come l’eparan solfato del sindecano per il FGF, di cui funge
anche da deposito);es:
Aggrecano
Condroitin solfato
Cheratan solfato
Cartilagine
Supporto meccanico: forma grandi
aggregati con ialuronano
Betaglicano
Condroitin solfato
Dermatan solfato
Superficie cellulare e matrice
Lega TGFβ
Decorina
Condroitin solfato
Dermatan solfato
Tessuti connettivi
Lega fibrille di collagene di tipo I e a
TGFβ
Perlecano
Eparan solfato
Lamine basali
Funzione strutturale e filtrante
Sindecano
Condroitin solfato
Eparan solfato
Superficie cellulare
Adesione cellulare, lega FGF e altri
fattori di crescita
collageno: proteina fibrosa ricca di glicina e prolina (anche in forma idrossilata) che resiste a forze di tensione. Ne
esistono vari tipi con diverse funzionalità e localizzazioni:
IeV
Fibrilla
Osso, pelle, tendini, legamenti, cornea, organi interni.
II e XI
Fibrilla
Cartilagine, dischi intervertebrale, notocorda, umor vitreo.
III
Fibrilla
Pelle, vasi sanguigni, organi interni.
IV
Reticolo a foglietto
Lamina basale.
VII
Fibrille di ancoraggio
Sotto epiteli squamosi stratificati.
Associati lateralmente a fibrille
Cartilagine.
XVII
Non fibrillare
Emidesmosomi.
XVIII
Non fibrillare
Lamina basale.
IX e XII
elastina: proteina idrofobica dotata di elasticità in quanto formata di catene polipeptidiche in grado di allungarsi se
sottoposte a trazione e di ritornare poi nella conformazione rilassata originale (random-coiled)
fibrillina: glicoproteina che si lega all’elastina, essenziale per l’integrità della fibre elastiche
fibronectina: proteina multi dominio che, in forma dimerica (ponti disolfuro), permette interazioni multiple tra
differenti molecole (es: collageno, eparina, eparansolfato); nell’embriogenesi controlla le ondate migratorie e il
differenziamento; partecipa alla coagulazione e alla riparazione delle ferite; tramite la sequenza RGD (dominio III)
avviene il riconoscimento con le integrine, in seguito all’interazione con le quali può associarsi in fibre a causa di un
cambio conformazionale; si organizza in filamenti e.c. co-allineati con il citoscheletro di actina i.c.
tenascine e trombospondine: promuovono o inibiscono l’adesione cellulare durante lo sviluppo embrionale al fine di
guidare i movimenti cellulari
Metalloproteasi: protessi dipendenti da Zn2+ e Ca2+ che degradano zone specifiche della matrice.
Serina proteasi: proteasi costituite da Serine molto reattive che degradano zone specifiche della matrice.
Plasminogeno: precursore inattivo delle proteasi che viene attivato solo localmente.
uPA: recettori di proteasi che ne determinano l'attivazione localizzata.
TIMP e serpasi: inibitori delle proteasi.
• Lamina basale
Recettori della laminina: integrine e distroglicano
laminina: grossa proteina flessibile che costituisce uno dei principali componenti delle lamine basali; è composta da 3
catene disposte in forma di croce asimmetrica e tenute insieme da legami disolfuro; consiste di molti domini funzionali
mediante i quali lega nidogeno, perlecano e i propri recettori (integrine e distroglicano).
nidogeno: connette i reticoli di collageno IV e laminina nelle lamine basali con l’aiuto del perlecano.
Collagene IV: 3 lunghe catene intrecciate molto resistenti alla tensione, interagiscono tramite i domini terminali
formando un reticolato e interagiscono con perlecano e nidogeno tramite il dominio funzionale.
Merosina: media il rapporto tra glicoproteine e matrice nella cellula muscolare.
• Polarità baso-apicale
Geni Par: determinano la polarità per tendenza spontanea (esperimento fatte su MCDK isolate), aiutati da complessi con
domini PDZ:
- Par3-Par6-PKC: siti di legame per Rac e Cdc42, inducono una polarizzazione del citoscheletro verso quella regione;
- CRUMBS: tenuto assieme da domini discs-lost e Stardust;
- SCRIBBLE: formato dalle proteiene scribble e discs-large.
Capitolo 22-23 SVILUPPO e STAMINALI
Sonic Hegdhog: proteina che funge da molecola di segnalazione localizzata determinando la formazione di un gradiente
di concentrazione del segnale tale da controllare lo sviluppo e la formazione dell’asse pollice-mignolo
chordin: proteina inibitrice di BMP/TGFβ e determina, nel tessuto nervoso, la via differenziativa neurale piuttosto quella
epiteliale indotta da BMP/TGFβ
Par (Paratitioning defective): geni ad effetto materno che in C. Elegans codificano per le stesse proteine e determinano
la polarità cellulare concentrando appositi fattori e molecole in specifiche regione della cellula, portano i granuli P al
polo posteriore
Granuli P: molecole segregate asimmetricamente tra le due cellule figlie durante i cicli di divisione mitotica grazie
all’azione delle proteine Par. Allo stadio di 16 cellule, solo una di queste possederà i granuli P e determinerà la futura via
germinale
• In riferimento al Caenorhabditis elegans ( determinazione dell’asse anteroposteriore solo in seguito all’ingresso dello
spermatozoo )
ABa, ABp, EMS, P2: sono le 4 cellule che costituiscono l’embrione ad un certo stadio dello sviluppo e che presentano
caratteristiche diverse grazie all’azione delle proteine Par che segregano fattori e molecole in maniera asimmetrica tra le
cellule. ABa e ABp (cellule sorelle anteriori) ed esprimono il recettore Notch, P2 ( cellula posteriore insieme a EMS )
esprime invece il ligando Notch Delta inducendo la ABp, che lega direttamente, a costituire insieme il futuro asse dorsoventrale. P2 esprime anche Wnt riconosciuto dal recettore Frizzled esposto da EMS inducendo quest’ultima a dividersi
asimmetricamente in due cellule: MS che formerà i muscoli ed altre parti del corpo e E che darà vita all’intestino
• In riferimento al Drosophila (determ. asse anteroposteriore prima che venga deposto l’uovo tramite GENI AD EFFETTO
MATERNO )
Bicoid: mRNA che trascrive per proteina regolatrice dei geni altamente concentrata all’estremità anteriore dell’oocita
Nanos: mRNA che trascrive per proteine che regola traduzione e che è concentrata all’estremità posteriore dell’oocita
Torso: recettore transmembrana tirosina chinasi attivato simmetricamente ad entrambe le estremità dell’oocita
determinando il sistema terminale a partire dal quale si formeranno l’estremità della testa e della coda
Toll: recettore transmembrana attivato localmente per azione di proteine prodotte dalle cellulare follicolari ( sono i
responsabili della determinazione dell’ asse anteroposteriore per mezzo di uno scambio di segnali con l’oocita )
Dorsal: proteina distribuita nell’embrione per mezzo dell’attivazione di Toll e la cui funzione di regolare geni si esplica se
presente nel nucleo ma viene inibita se presente nel citoplasma . Nel blastoderma si concentra in zone diverse di ogni
cellula in senso ventro-dorsale: dorsalmente nel citoplasma essendo assente nel nucleo e ventralmente nel nucleo ma
assente nel citoplasma; tra questi due estremi viene a crearsi un gradiente di concentrazione che influenzerà
diversamente il DNA regolare a seconda della quantità di Dorsal che percepirà
Twist: gene acceso nella zona ventrale ( quella con alta concentrazione di Dorsal nel nucleo ) e che determina, per le
cellule che lo esprimono, la migrazione di gruppi cellulari verso il centro dell’embrione per formare il mesoderma
Dpp ( Decapentaplegic ): gene acceso nella zona dorsale ( Dorsal concentrato nel citoplasma ) che codifica per le stesse
proteine, membri della famiglia TGFβ (BMP4), che determineranno la formazione di un gradiente secondario di morfogeni
( secondario rispetto a Dorsal ) a partire dal quale avrà origine il tessuto extra-embrionale e l’epidermide dorsale
Sog ( Short Grastrulation ): gene acceso nelle zone centrali ( Dorsal concentrato a livelli intermedi tra nucleo e
citoplasma ) e che codifica per le stesse proteine, omologhi di chordin, anch’esse responsabili di un gradiente secondario
di morfogeni e a partire dal quale si formerà l’ectoderma neurogenico
• In riferimento al Drosophila: determinazione della segmentazione ad opera dei geni di segmentazione-GENI AD
EFFETTO ZIGOTICO
geni Gap: sono 6 e determinano la suddivisione dell’embrione. Mutazione comporta la delezione di alcuni
segmeni!mutante Krüppel
geni pair-rule: sono 8 e la loro mutazione determina causa la delezione di segmenti alterni lasciando l’embrione con
metà dei suoi soliti segmenti!mutante Even-Skipped ( Eve )
geni della polarità cellulare: sono 10 e la loro mutazione comporta la delezione di parti di segmenti con sostiyuine di
tale parte con una duplicato della sezione eliminata!mutande Gooseberry
Engrailed: gene attivato localmente dall’interazione cellula-cellula per mezzo di Wnt e Hedgehog e che conferisce alle
cellule una registrazione memorizzata del loro indirizzo anteroposteriore all’interno del segmento
• In riferimento al Drosophila: acquisizione di specificità di ciascun segmento ad opera di GENI SELETTORI OMEOTICI ( 8
nella mosca )
Complesso Bithorax: costituito da parte degli 8 geni selettori omeotici e che controlla differenze lungo i segmenti
toracici e addominali
Complesso Antennapedia: costituito da parte degli 8 geni selettori omeotici e controlla le differenze di segmenti toracici
e della testa
Complesso Hox: capostipite dei complessi Bithorax e Antennapedia
omeobox: regione in cui si lega il prodotto dei geni selettori omeotici ( proteine con omeodominio )
• In riferimento al Drosophila: acquisizione della memoria cellulare per l’informazione posizionale attraverso input
regolatori
Gruppo Polycomb: proteine che formano complessi stabili che si legano alla cromatina del complesso Hox e mantengono
lo stato represso nelle cellule in cui i geni Hox non sono stati ancora attivati
Gruppo Trithorax: proteine necessarie per mantenere la trasceiozione dei geni Hox nelle celule in cui la trascrizione è
già stata accesa
• In riferimento ai vertebrati
Complesso HoxA, HoxB, HoxC, HoxD: come per il complesso Hox del Drosophila, anche nei vertebrati l’ordine
cromosomico dei geni corrisponde all’ordine anatomico che ne deriva ( nel Drosophila l’ordine dei geni nel cromosoma
corrisponde all’ordine con cui sono espressi lungo l’asse anteroposteriore )
• In riferimento al Drosophila: formazione asse centrale (notocorda) e processo di neurulazione (tubo neurale a partire
dalla piastra)
Brachiury: proteina regolatrice dei geni espressa dalle cellule del notocorda che costituisce il nucleo a partire dal quale
si affiancherà il mesoderma per formare le vertebre
• In riferimento al topo (Mus Musculus):determ. asse sinistra-destra a partire da schemi di espressione genica nelle
vicinanze del nodo
Nodal: gene che codifica per le stesse proteine, membri della famiglia TGFβ, espressi asimmetricamente nelle vicinanze
del nodo e tale asimmetria viene trasmessa al di fuori determinando la localizzazione di Nodal nel mesoderma solo lungo
il lato sinistro
Lefty: gene che codifica per le stesse proteine, anch’esse dipendenti dalla via di segnalazione di Nodal, e che hanno una
funzione opposta a Nodal ( topi con mutazioni di knockout nel gene Lefty hanno il lato destro del corpo che è immagine
speculare del sinistro)
Pitx2: gene che codifica per proteina regolatrice dei geni che viene espressa, per azione di Nodal, sul lato sinistro del
corpo conferendo asimmetria al cuore e ad altri orfani interni
• Staminali
OCT4, NANOG, STAT3: fattori trascrizionali che determinano le caratteristiche molecolari delle cellule embrionali
(pluripotenza e self-renewal).
LIF, BMP4, Wnt: citochine appartenenti alla famiglia delle TGFβ che attivano i fattori trascrizionali OCT4, NANOG, STAT3.
SOX2, OCT4, Myc, KLF4: componenti del cocktail di Yamanaka, insieme dei 4 fattori trascrizionali mastergenes che
mostrano comportamento simile a quello delle staminali se isolati (nel topo nudo determinano teratoma, nella topolino
pseudogravida cui viene iniettata la blastocisti c'è la nascita di un topo chimerico).
• Clonazione
1997 Dolly: il nucleo di una razza di pecore viene inserito in un ovulo (precedentemente denucleato), il tutto viene
impiantato nell'utero di una pecora di razza diversa. La razza iniziale (->il nucleo trapiantato) dirige lo sviluppo
embrionale e nasce il primo mammifero clonato.
2000 Tetra: scimmia clonata mediante Embryo-Splitting, allo stadio di 8 cellule vengono divisi 4 gruppi di blastomeri=4
nuovi individui di cui solo Tetra ha raggiunto l'età adulta.
2005 Embrione umano: il primo clonato è sopravvissuto fino al quinto giorno (sconfitta), il genoma è stato ricavato da una
cellula ES (non da un adulto).
2008 Embrione da 3 genitori: 2 donne e 1 uomo, manipolazione utilizzabile in caso la madre presenti malattie
mitocondriali.
2013 Regressione da embrione a blastocisti: si sfrutta il Nuclear transfer, viene generato un clone che differisce solo del
DNA mitocondriale.