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Quadro d'Insieme — Ciclo Cellulare

4 minuti

Quadro d’Insieme — Ciclo Cellulare

Nota visiva di sintesi: raccoglie su una sola pagina le mappe che collegano fasi, cicline/CDK, fosfatasi, inibitori, segnali interni ed esterni. Serve a vedere insieme pezzi che le note atomiche trattano separatamente. Per il dettaglio di ciascun blocco segui i collegamenti in fondo alla pagina.

Come usarla per studiare

Non limitarti a rileggere gli schemi: coprili e prova a ridisegnarli a memoria, poi confronta. La confusione sul ciclo si scioglie quando ricostruisci la mappa, non quando la guardi. Le note dettagliate sono Ciclo Cellulare, Cicline e Chinasi Ciclina-Dipendenti, Regolazione Extracellulare del Ciclo Cellulare, Sistemi di Controllo del Ciclo Cellulare, Mitosi.

1. Le fasi e i punti di controllo

flowchart LR
    G1["G1<br/>crescita"] -->|punto di restrizione R| S["S<br/>replicazione DNA"]
    S --> G2["G2<br/>verifica DNA"]
    G2 -->|checkpoint G2/M| M["M<br/>mitosi + citodieresi"]
    M --> G1
    G1 -.uscita.-> G0["G0<br/>quiescenza / differenziamento"]
    G0 -.ristimolazione.-> G1
    classDef check fill:#ffd6d6,stroke:#e63946;
    class S,M check

2. Quale ciclina/CDK guida quale transizione

gantt
    title Finestre di attività dei complessi ciclina–CDK
    dateFormat X
    axisFormat fase
    section G1
    Ciclina D – CDK4/6    :0, 5
    section G1 → S
    Ciclina E – CDK2      :4, 6
    section S → G2
    Ciclina A – CDK2/1    :6, 9
    section M
    Ciclina B – CDK1      :9, 11

La concentrazione delle CDK è costante; ciò che oscilla è la ciclina, che accende la CDK solo nella sua finestra (l’immagine delle 4 curve è in Cicline e Chinasi Ciclina-Dipendenti).

TransizioneComplessoCosa fa partireFreno che deve cadere
Progressione G1Ciclina D – CDK4/6fosforila Proteina del Retinoblastoma → libera E2Finibitore p16
Ingresso in S (G1/S)Ciclina E – CDK2avvia la replicazione del DNAinibitori p21 / p27
Fase S → G2Ciclina A – CDK2/1assembla i complessi di replicazione—
Ingresso/uscita MCiclina B – CDK1condensina, lamine, fuso, Golgi, separasi (Mitosi)fosfati inibitori su Thr14/Tyr15

3. Come si accende e si spegne un complesso ciclina–CDK

flowchart TD
    synth["Trascrizione + traduzione<br/>della ciclina"] --> bind["Ciclina lega la CDK<br/>(complesso ancora SPENTO)"]
    bind --> phos{Modulazione<br/>post-traduzionale}
    phos -->|"+ P su Thr160 (attiva)"| act
    phos -->|"+ P su Thr14/Tyr15 (inibisce)"| off["complesso bloccato"]
    off -->|"fosfatasi rimuove<br/>Thr14/Tyr15"| act["COMPLESSO ATTIVO<br/>fosforila i substrati"]
    act -. "CKI: p21/p27/p16 ostruiscono il sito" .-> off
    act --> work["passaggio del checkpoint"]
    work --> degr["P sulla ciclina → poliubiquitinazione"]
    degr --> prote["degradazione nel proteasoma<br/>(CDK liberata, riutilizzabile)"]
    classDef on fill:#d6ffd9,stroke:#2a9d8f;
    classDef stop fill:#ffd6d6,stroke:#e63946;
    class act on
    class off,degr,prote stop

Tre leve indipendenti, da non confondere:

  • Fosforilazione attivatrice / inibitoria della CDK (Thr160 vs Thr14+Tyr15) → reversibile, rapida.
  • Inibitori CKI (p21, p27, p16) → ostruiscono fisicamente il sito catalitico.
  • Degradazione della ciclina via ubiquitina–proteasoma → irreversibile, chiude la finestra.

4. I segnali ESTERNI che mettono in moto il ciclo

flowchart LR
    GF["Fattori di crescita<br/>(insulina, FGF, NGF…)"] --> grow["↑ massa / sopravvivenza"]
    MIT["Mitogeni"] --> rtk["RTK → Ras → MAPK"]
    ADH["Adesione alla ECM<br/>(fibronectina)"] --> integr["Integrine"]
    integr --> rtk
    rtk --> cycD["↑ Ciclina D"]
    cycD --> rb["fosforila Rb → libera E2F"]
    rb --> entry["ingresso in S"]
    INH["Fattori inibitori<br/>(TGF-β)"] -.blocca.-> cycD
    CONT["Inibizione da contatto<br/>(Caderine)"] -.blocca.-> entry
    classDef go fill:#d6ffd9,stroke:#2a9d8f;
    classDef no fill:#ffd6d6,stroke:#e63946;
    class cycD,entry go
    class INH,CONT no

Quattro classi di segnali solubili (vedi Regolazione Extracellulare del Ciclo Cellulare): fattori di crescita (massa), mitogeni (divisione → cicline), fattori di sopravvivenza (anti-apoptosi), fattori inibitori (es. TGF-β). A questi si aggiungono i vincoli fisici: dipendenza da ancoraggio (Integrine → Ciclina D) e inibizione da contatto.

5. I controlli INTERNI (checkpoint)

flowchart TD
    dna["Danno / DNA non replicato"] --> p53["Proteina p53<br/>'guardiano del genoma'"]
    p53 --> p21["↑ p21 (CKI)"]
    p21 --> arrest["arresto del ciclo<br/>(tempo per riparare)"]
    p53 -->|danno irreparabile| apop["apoptosi"]
    rb2["Proteina del Retinoblastoma"] -->|se NON fosforilata| seq["sequestra E2F → blocco in G1"]
    classDef key fill:#fff3bf,stroke:#f4a261;
    class p53,rb2 key

I checkpoint (G1/S, G2/M, fuso) verificano che ogni fase sia conclusa correttamente prima della successiva: dettaglio in Sistemi di Controllo del Ciclo Cellulare. La disregolazione di questi controlli è la base dell’Oncogenesi.

🔗 Collegamenti

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