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500 CAPITOLO 13 © 978-88-08-42128-9
La nascita e la morte cellulare

13.4 Sommario del capitolo

Vivere o morire, questa è una delle decisioni più importanti che le cellule pren-
dono, e la maggior parte di esse lo fa quasi costantemente, poiché subiscono va-
rie forme di danno. La decisione viene presa dopo aver monitorato accurata-
mente numerose funzioni cellulari. Questo monitoraggio richiede, a sua volta,
un’intensa comunicazione tra le proteine regolatrici così come tra le vie di se-
gnalazione e quelle metaboliche che mantengono in salute e funzionali le cellule.

L’importanza della decisione di vivere o morire è particolarmente evidente
quando le cellule vengono indotte a replicarsi. La sequenza di eventi necessaria
per la replicazione totale di una cellula è chiamata ciclo cellulare e punti speci-
fici in questo ciclo definiscono i momenti in cui le cellule decidono se procede-
re. Questi punti vengono chiamati punti di controllo (checkpoint) e quello più
importante, che definisce quando il ciclo cellulare ha inizio, è detto punto di
restrizione. Le proteine coinvolte nei punti di controllo sono responsabili di ga-
rantire la correttezza del processo di accoppiamento delle basi, della replicazio-
ne, della compattazione e segregazione dei doppi filamenti del DNA, ma anche
della distribuzione di tutte le altre strutture cellulari e del volume della cellula.
Queste proteine sono organizzate secondo un ordine gerarchico. Un complesso
sensibile al danno del DNA, chiamato complesso MRN, si trova vicino all’api-
ce di questo ordine gerarchico di proteine e ferma il ciclo cellulare quando trova
rotture a carico del singolo o del doppio filamento di DNA; a sua volta questo
complesso attiva due proteine, chiamate ATM e ATR, che insieme controllano
tutte le altre proteine coinvolte nel mantenimento e nella riparazione del DNA.
A valle di ATM e ATR entra in gioco una moltitudine di proteine di segnalazio-
ne e proteine regolatrici. Tra queste, alcune delle più importanti sono le chinasi
ciclina dipendenti e le loro cicline associate. I complessi attivati ciclina/CDK,
possono, di per sé, indurre la divisione di una cellula naive che non ha ricevuto
alcun altro stimolo per dividersi. L’aggiunta e la rimozione di gruppi fosfato a
e da queste proteine ha un ruolo importante nel controllare la progressione del
ciclo cellulare attraverso i suoi punti di controllo. La sequenza di eventi è spesso
raggruppata in vie di segnalazione, così come accade per le vie classiche di tra-
smissione del segnale.

La decisione di morire, cioè di andare incontro ad apoptosi, può essere pre-
sa praticamente in qualunque punto del ciclo cellulare. Mentre alcune apoptosi
sono accuratamente programmate (per esempio, la morte cellulare programma-
ta) la maggioranza delle apoptosi si verifica quando una cellula è troppo danneg-
giata per essere riparata. Due input che danno il via al macchinario dell’apop-
tosi sono i recettori di membrana e le proteine citosoliche che innescano la per-
meabilizzazione della membrana mitocondriale esterna; questi due meccanismi
sono chiamati rispettivamente via estrinseca e via intrinseca. L’apoptosi, a diffe-
renza della trasmissione del segnale, è irreversibile poiché è mediata da enzimi
proteasici anziché da proteine modificatrici a breve termine come le chinasi, le
proteine G e le fosfatasi. Nel momento in cui viene attivata un’onda di protea-
si, queste tagliano altre forme “pro” [NdT: precursore] di altre proteasi per at-
tivarle, propagando così l’onda di distruzione. Il prodotto finale dell’apoptosi è
un insieme di piccoli corpi apoptotici contenenti i residui parzialmente digeriti
della parte interna della cellula. Questi corpi vengono internalizzati da cellule
vicine attraverso il processo di fagocitosi.