lezione 6

Il Nucleo della Cellula Vegetale

• Il nucleo è la struttura cellulare che contiene la maggior parte del DNA.
• Il DNA nel nucleo è organizzato in cromatina, associata a proteine.
• Il nucleo rappresenta la struttura che contiene la maggior parte del DNA di una cellula.
• La doppia elica del DNA nel nucleo è soggetta a trascrizione per sintetizzare RNA.
• La lamina nucleare si trova a ridosso della membrana interna dell'involucro nucleare, interagisce con la cromatina e garantisce supporto alla membrana stessa.

DNA

• I monomeri che formano le catene del DNA sono i nucleotidi.
• Un nucleotide è composto da uno zucchero-fosfato (desossiriboso) e una base azotata.
• Le basi azotate possono essere purine (adenina o guanina) o pirimidine (timina o citosina).
• Una successione di basi è denominata sequenza.
• Di solito, ogni filamento di DNA si appaia a un altro filamento con sequenza complementare.
• Nella sequenza complementare A-T e C-G sono sempre abbinati.
• Le basi dell'RNA sono adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracile (U).

Struttura DNA

• I due filamenti di DNA si superavvolgono formando una doppia elica destrorsa regolare (forma B del DNA).
• La forma a doppia elica è stata scoperta da Watson e Crick nel 1953.
• Il contenuto di DNA varia significativamente tra le specie.
• Le variazioni nel contenuto di DNA suggeriscono che non tutto il DNA è necessario o utilizzato.
• Le sequenze del DNA sono classificate come altamente ripetitive (5-10% del totale), mediamente ripetitive (fino al 30% del totale) e in singola copia (fino al 70%).

Cromatina e Cromosomi

• L'istone H1 contribuisce a formare un livello di organizzazione e di condensazione della cromatina.
• La fosforilazione dell'istone H1 modula la conformazione della proteina e la sua interazione con il nucleosoma.
• Gli istoni H3 e H4 possono essere modificati tramite acetilazione di specifici amminoacidi (lisina), contribuendo alla decondensazione della cromatina
• La trascrizione e la duplicazione del DNA sono realizzate da enzimi specifici (DNA e RNA polimerasi).
• Il tipo di organizzazione è essenzialmente dipendente dal contenuto cromatina e dallo stato funzionale.
• L'istone H1 svolge un ruolo particolare nel primo livello di organizzazione del DNA

Nucleosomi

• I nuclei delle cellule vegetali, osservati al microscopio elettronico(o al microscopio ottico), possono essere categorizzati base alla struttura a 1) nuclei reticolati o 2) nuclei con cromatina diffusa.
• Gli istoni hanno un ruolo regolativo e strutturale nella cromatina.
• Esistono proteine non istoniche, come le HMG e le polycomb, che contribuiscono alla struttura della cromatina.
• Nel nucleo sono presenti numerose altre proteine, soprattutto enzimi, che sono coinvolte nelle diverse attività nucleari.
• La successione dei nucleosomi forma una fibra con un diametro di circa 10 nm.
• Questa fibra può superavvolgersi formando un'elica con sei nucleosomi per spira e un diametro di 30 nm.
• Ulteriori superavvolgimenti possono portare a maggiori gradi di condensazione e organizzazione , fino al cromosoma.

Dimensioni del Nucleo

• Le dimensioni del nucleo sono correlate con quelle della cellula.
• Il volume del nucleo è stimato essere circa il 10% di quello cellulare.
• Il volume del nucleo crescerebbe più lentamente dell'aumento della quantità di cromatina.
• Nei nuclei con molta cromatina, questa sarebbe più compatta. Ecco perché i nuclei con molta cromatina sarebbero reticolati.
• Le dimensioni nucleari sono correlate anche con la ploidia e con al decondensazione della cromatina.

Poliploidia

• La poliploidia è il multiplo raddoppiamento del contenuto di DNA a partire dal valore base aploide.
• Formule di ploidia: n = aploide, 2n = diploide, 4n = tetraploide, 6n = esaploide, e così via.
• La poliploidia è comune sia tra le piante sia tra gli animali.
• Nei vegetali è un fenomeno molto comune tra le angiosperme e le pteridofite, più raro tra le gimnosperme
• A livello degli organismi (banano, frumento) e a livello di organi (tricomi delle piante secernenti, fegato, ecc.)
• Nei mammiferi, è un fenomeno che riguarda quasi esclusivamente il differenziamento di organi.
• La pariploidia ha importanza sia nella speciazione sia nel parziale differenziamento.