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La nascita e la morte cellulare

prima che la mitosi inizi. Il macchinario di riparazione del DNA di cui abbiamo
parlato precedentemente rimane attivo nella fase G2, e aiuta a garantire che pri-
ma della compattazione durante la profase i cromosomi replicati siano struttural-
mente quanto più solidi possibile.

■ Fase 7 del ciclo cellulare: le cellule aumentano di dimensione durante la fa-

se G2 Secondo, la fase G2 è anche l’ultima possibilità per le cellule per ingran-
dirsi notevolmente prima di dividersi. A prima vista questo potrebbe sembrare
qualcosa di banale, perché generalmente una cellula può andare incontro a mito-
si anche se la sua dimensione varia. Ma la scoperta di Wee1, una delle chinasi re-
golatrici più importanti nella fase G2, ha aiutato a capire quanto sia importante il
volume della cellula durante il ciclo cellulare. Come detto sopra, Wee1 è la china-
si inibitoria per il complesso ciclina B/CDK1. Wee1 è stata scoperta per la prima
volta nei lieviti mutanti che si dividevano avendo solo metà del volume cellulare
normale, come mostrato nella Figura 13.17. Questo fenotipo nei lieviti fu osser-
vato per caso in un laboratorio della Scozia; wee è la parola scozzese per “piccolo”,
quindi queste cellule furono chiamate “quelle piccole”.

■ Fase 8 del ciclo cellulare: l’attivazione del complesso ciclina B/CDK1 porta le

cellule al checkpoint G2/M Il passaggio dalla fase G2 alla fase M è determinato
letteralmente dalla dimensione cellulare, tuttavia, il modo in cui la maggior parte
delle cellule percepisce il proprio volume è ancora in larga parte ignoto. Uno dei
meccanismi meglio conosciuti è quello usato dai lieviti di fissione ed è composto
da una via di segnalazione costituita da proteine chinasiche che, insieme, inibi-
scono la crescita quando comunicano tra loro. Quando le cellule crescono, le chi-
nasi vengono separate l’una dall’altra, eliminando l’inibizione; un modello attua-
le di come ciò avviene è mostrato nella Figura 13.18. Le cellule di lievito, subito
dopo la mitosi, hanno una forma ovale e si allungano in una forma cilindrica nel
momento in cui iniziano a crescere. Il segnale ha inizio dalla parte apicale della
cellula, dove una chinasi chiamata Pom1 è trattenuta sopra la membrana da una
proteina di membrana ancorata ai lipidi, chiamata Mod5. Nelle cellule di picco-
le dimensioni, Pom1 accede alle chinasi chiamate Cdr1 e Cdr2, che sono mem-
bri di un complesso differente situato nella parte centrale della cellula. Quando
Pom1 fosforila le proteine in questo complesso (forse Cdr1 e Cdr2 direttamente),
le chinasi diventano inattive. Queste chinasi sono, a loro volta, capaci di fosfori-
lare e inibire Wee1. Questo modello contiene quindi tre fasi successive di inibi-
zione: Pom1 inibisce Cdr1 e Cd2, che a loro volta inibiscono Wee1, che inibisce
CDK1. Questo rappresenta per certi versi un rompicapo, e sarebbe più facile da

WT wee cdc

Figura 13.17 La mutazione di Wee1 ha effetti sulla dimensione cellulare. Confrontati con
cellule normali (“wild-type”, WT) di lievito, i mutanti Wee1 crescono fino a metà della loro
dimensione prima di dividersi. Al contrario, le cellule che contengono la mutazione di cdc25
sono più grandi del normale. Foto per gentile concessione di K. Adam Bohnert e Kathleen L.
Gould, Vanderbilt University Medical Center.