AUGURI DI BUON NATALE!

                                      Tanti auguri di Buon Natale a tutti i lettori di Biosproject !

INIBIZIONE DELLA POLISPERMIA.

Nel post precedente avevamo accennato ai vari meccanismi che nel riccio di mare e nei mammiferi determinano il riconoscimento e la fusione delle membrane dello spermatozoo e della cellula uovo. Una volta avvenuta la fecondazione, la propensione della cellula uovo ad essere fecondata diventa pericolosa.  Con la fusione tra spermatozoo e cellula uovo e l'unione dei loro nuclei aploidi viene ripristinato il normale corredo cromosomico della specie. Ne consegue che fecondazioni secondarie porterebbero ad uno squilibrio nel numero di cromosomi, con effetti deleteri sullo sviluppo di un nuovo organismo. Infatti esiste un particolare processo che impedisce fecondazioni secondarie; ed è noto come inibizione della polispermia.

Inoltre lo spermatozoo oltre al nucleo aploide fornisce all'uovo anche il centriolo.

Nella normale monospermia, in cui nell'uovo penetra un solo spermatozoo, il centriolo fornito da quest'ultimo va incontro a divisione per formare i due poli del fuso mitotico di segmentazione.

Grazie ad esso la cellula si divide in due nella prima divisione mitotica che determina l'inizio della segmentazione.

L'ingresso di più spermatozooi è noto con il termine di polispermia e in genere ha conseguenze che, come accennato precedentemente, sono distratrose per lo sviluppo del nuovo organismo. Facciamo un esempio: supponiamo che siano due gli spermatozooi a fecondare una cellula uovo, ciò che ne deriva è un nucleo triploide, cioè ogni cromosoma risulta presente in triplice copia anzichè in due, inoltre saranno presenti due centrioli, e dopo che si saranno divisi ne saranno presenti 4; la cellula non contiente istruzioni che le permettano di risolvere questo genere di problemi, non esistono meccanismi che permetteranno una corretta segregazione dei cromosomi nelle cellule che si formeranno, ne nel numero e nel tipo corretto di cromosomi, ciò che ne deriva saranno cellule contenenti un eccesso di geni e cellule contenenti meno cromosomi del necessario.

Gli organismi hanno sviluppato svariate strategie per imperdire fecondazioni secondarie possiamo

Blocco rapido alla polispermia.

E' caratterizzato da un cambiamento nel potenziale di membrana che impedisce agli spermatozooi di interagire con la superficie dell'uovo. Prendiamo come punto di riferimento anche in questo caso il riccio di mare. Come accennato l'importante ruolo della membrana della cellula uovo è quella di mettere in relazione tale cellula con lambiente circostante, ciò fa si che la concentrazione degli ioni ella cellula uovo differisca enormemente da quella dell'ambiente circostante nel quale è immerso. Tale differenza è particolarmente significativa per quanto riguarda gli ioni sodio e potassio. La concentrazione dello ione sodio è di gran lunga più elevata nell'ambiente marino esterno che in quello cellulare, mentre per il potassio il discorso vale all'inverso. Tale condizione (non parleremo qua di quali meccanismi mantengono continuamente tale differenza di concentrazioni tra i due lati della membrana), viene mantenuta dalla membrana cellulare che continuamente impedisce l'ingresso degli ioni sodio e l'uscita del potassio. Se si inserisce un elettrodo all'interno dela cellula uovo e si colloca un secondo elettrodo al di fuori di esso si può misurare la differenza di potenziale tra i due lati che in genere ha un potenziale di -70mV; con l'interno della cellula più negativo rispetto all'esterno.

Dopo il legame con lo spermatozoo e la relativa fusione delle membrane delle cellule germinali, il potenziale di membrana si modifica assumendo un valore di circa + 20 mV circa. La variazione del potenziale di membrana è dovuta ad un ingresso di ioni sodio nell'uovo. E' stato osservato che gli spermatozooi sembrano essere in grado i legarsi alla membrana della cellula uovo quando essa presenta un potenziale d imembrana di -70 mV, mentre non sembrano in grado di legarsi a membrane delle cellule uovo che presentano un potenziale di riposo positivo. L'importanza degli ioni sodio e della loro influenza sull'entrata degli spermatozooiè stata ampiamente accertata attraverso vari esperimenti, e si è visto che il blocco rapido viene rimosso se nella soluzione in cui sono inseriti i ricci di mare la concentrazione degli ioni sodio viene ridotta notevolmente, anche mantenendo la membrana con un potenziale negativo non vi era blocco. Non si conoscono con precisione i meccanismi che impediscono algi spermatozooi di entrare in una cellula uov una volta che il suo potenziale di membrana è diventato positivo. Molto probabilmente la presenza di proteine con carica netta positiva a cui viene impedito il legame con componenti della cellula uovo.

Blocco lento alla polispermia.

Il blocco rapido alla polispermia non è eterno, la modificazione del potenziale di membrana dura per breve tempo. Entro un minuto infatti la membrana tende a tornare nuovamente al suo stato di riposo, ciò comporta un ritorno della membrana ad essere potenzialmente fecondata da altri spermatozooi, per evitare che questo avvenga e rimuovere eventuali spermatozooi che si legano nuovamente alla superficie, si innesca un secondo processo noto come blocco lento alla polispermia. Evento principale è l'esocitosi dei granuli corticali.

Come accennato nel post precedente nel riccio di mare i granuli corticali sono migliaia, possiedono enzimi, proteine ialine, mucopolisaccaridi ecc...

Viene definito blocco lento in quanto si instaura circa un minuto dopo l'avvenuta fusione dello spermatozoo con la cellula uovo. Quando lo spermatozoo entra questi granuli corticali si fondono con la membrana plasmatica dell'uovo e liberano il loro contenuto nello spazio compreso tra la membrana cellulare e la membrana vitellina. Sono diverse le proteine che vengono rilasciate, una di esse è la serinproteasi dei granuli corticali, un enzima simile alla tripsina. La sua funzionalità è quella di interrompere le connessioni proteiche esitenti tra la membrana cellulare e la membrana vitellina. consentendo in tal modo un distacco dei recettori della bindina con tutti gli spermatozooi ad essi associati. In secondo luogo i mucopolisaccaridi rilasciati dai dai granuli corticali determinano un gradiente osmotico che richiama acqua determinando un rigonfiamento nello spazio tra la membrana vitellina e quella cellulare facendo rigonfiare la membrana vitellina e iniziando in questo mo quel processo noto come formazione della membrana di fecondazione. Altre proteine rilasciate dai granuli corticali sono enzimi come la perossidasi che rende più resistente la membrana di fecondazione stabilndo legami crociati tra i residui di tirosina di proteine adiacenti. La membrana di fecondazione inizia a formarsi nel punto di ingresso dello spermatozoo e continua a formarsi avvolgendo l'intera cellula uovo, durante la sua formazione gli spermatozooi si distaccano dalla cellula. Le proteine ialine svolgono un altro ruolo importante in quanto forma un rivestimento attorno alla cellula uovo. Inoltre durante questo processo la cellula uovo emette lunghi microvilli che daranno sostegno alle future cellule durante il processo della segmentazione.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' VI: IL BANDO

È arrivato Dicembre e come tutti sapete sta per arrivare una data importantissima. Natale? Ma no! Qualcosa di molto più interessante e che comporta molti meno regali: la VI edizione del carnevale della Biodiversità si terrà infatti tra pochissimo, il 12 Dicembre.
Una caratteristica in comune col Natale però questo carnevale ce l'ha: ha a che fare coi parenti. Il tema, come sempre provocatorio per stimolare l'inventiva di chi scrive e la curiosità di chi legge, sarà infatti:



                                                         PARENTI SERPENTI

...e il blog ospite sarà il popolarissimo Oggiscienza.
Sssssssiamo molto curiosi di vedere cosa ci aspetta in questa sssssesta edizione! Ecco intanto i link alle passate edizioni:
Carnevale della biodiversità:
I) Infinite forme bellissime
II) Biodiversià e adattamenti
III) Le dimensioni contano
IV) Alieni tra noi
V)Nicchie estreme: ai confini della realtà


FAQ:

D. Ho un blog in cui parlo di biologia e vorrei partecipare, come faccio?
 R. Semplice, manda una email di adesione a questo indirizzo e il comitato direttivo valuterà la candidatura (per mantenere alti gli standard siamo costretti a fare una minima selezione, della qual cosa ci sentiamo comunque molto in colpa). Chi ha già partecipato verrà invece contattato in privato dal Comitato.

D.Non ho mai partecipato alle precedenti edizioni, posso partecipare a questa?
R. Certamente, tutti i bio-blogger sono benvenuti

D. A chi mando il mio post dopo che l’ho scritto?
R. I contributi al Carnevale vanno inviati a Stefano Dalla Casa, uno degli autori di Oggiscienza, a questo indirizzo
D. Entro quando posso mandare la mia candidatura per partecipare?
R. Possibilmente entro il 5 Dicembre

D. Entro quando posso mandare il mio post per l’inclusione nella rassegna del Carnevale?
R. Entro e non oltre il 10 Dicembre, per dare tempo ad Andrea di leggere il post e recensirlo nella rassegna. Ritardi nell’invio del post potrebbero portare all’esclusione dal Carnevale

D. Ho una domanda sul Carnevale e vorrei discuterne in privato, con chi posso parlarne?
R. Puoi rivolgerti ad uno qualsiasi (o a tutti e tre in CC) del comitato direttivo, Livio Leoni, Marco Ferrari o Lisa Signorile

IMMUNOCITOCHIMICA.

 Esistono varie tecniche che permettono di evidenziare molecole di nostro interesse. Una di queste è l'evidenziazione immunocitochimica. E' un particolare tipo di tecnica che si basa su proteine del siero del sangue note come immunoglobuline, conosciute comunemente con il nome di anticorpi, che sono prodotti dai linfociti B dei vertebrati.

LA FORMAZIONE DEL PROCESSO ACROSOMICO.

 Nel post precedente avevamo iniziato a parlare di fecondazione e accennato ad alcuni meccanismi che permettono il riconoscimento tra spermatozoo e cellula uovo. Stadio successivo all'attrazione chemiotattica nello spermatozoo, è la formazione del processo acrosomico dello spermatozoo. Prenderemo come organismo modello sempre il riccio di mare.

LA FECONDAZIONE: l'inizio di un nuovo organismo.

La fecondazione è il processo mediante il quale due cellule sessuali (gameti) si uniscono per formare un nuovo individuo che avrà un genoma che deriverà da entrambi i genitori.

Partendo sempre dal presupposto che la fecondazione avviene in maniera diversa a seconda degli organismi che prendiamo in considerazione, il processo può essere riassunto in pochi punti chiave.

1) Contatto e riconoscimento tra spermatozoo e uovo: Il riconoscimento tra le due cellule assicura che spermatozoo e uovo apprtengano alla stessa specie.

2) L'entrata dello spermatozoo nella cellula uovo è finemente regolata: La penetrazione sarà permessa ad un solo spermatozoo, quando ciò è avvenuto la cellula uovo impedisce l'ingresso di altri spermatozooi.

3)Il materiale genetico si unisce.

4)Iniziano i processi che portano all'inizio dello sviluppo di un organismo.

Il dialogo tra spermatozoo e cellula uovo è particolare e complesso. Riassumendo potremmo dire che la cellula uovo svolge un ruolo importante nell'attivare lo spermatozoo, il quale è fondamentale per la fecondazione. Lo spermatozoo ricambia il favore attivando la cellula uovo innescando i processi che portano allo sviluppo di un nuovo organismo.

CICLI VITALI

La rana che vedete nell'immagine è lo Xenopus laevis. Non voglio parlarvi del suo habitat o del suo modo di vivere,non ora almeno. La prendo come esempio per illustrare un ciclo vitale, a dire il vero non vi parlerò neanche nello specifico del suo ciclo vitale, diciamo che prenderemo questo simpatico organismo per elencare quelli che sono gli stadi di un ciclo vitale. Insomma questo post sarà solo una introduzione se così la vogliamo chiamare su una materia molto affascinante, la biologia dello sviluppo.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' 5: NICCHIE ESTREME, AI CONFINI DELLA REALTA'.

Oggi 12 ottobre 2011 è partita la quinta edizione del carnevale della biodiversità, recandovi sul blog Theropoda (vi consiglio caldamente di visitarlo, ne vale veramente la pena) troverete i link degli articoli postati da bio-blogger partecipanti all'evento. Tematica di questa edizione è NICCHIE ESTREME: AI CONFINI DELLA REALTA'. Anche Biosproject: Earth partecipa con un post che spero vi piacerà.
Non mi resta che augurarvi buona lettura!

GLI AMMINOACIDI NON NATURALI

Nel post precedente se ne era parlato, non abbiamo approfondito molto il concetto, ho preferito dedicargli un post tutto suo, seppur piccolo. In seguito ci torneremo ancora su, per approfondire meglio anche la loro applicazione a livello proteico.

IO VOGLIO UNA RETE LIBERA!

In queste ore sono tanti i blogger che stanno manifestando il loro dissenso a riguardo del comma 29 del ddl intercettazioni, noto ai più come legge ammazza-blog.
Insomma per dirla breve anche io accolgo l'appello di Valigia blu, invito chiunque leggesse questo o altro blog riportante un simile annuncio a visitare tale sito.

BATTERI BIONICI CI DIFENDERANNO DAL RISCALDAMENTO GLOBALE E CI AIUTERANNO A COMBATTERE LE MALATTIE.

Alcuni elementi presenti in questa news, come gli amminoacidi sintetici (chiamati Uaas o amminoacidi innaturali) e il funzionamento del fattorei di rilascio 1 dell'E.coli saranno trattati in altri post.

Un ceppo di batteri geneticamente potenziato sviluppato da ricercatori del Salk Institute for Biological Studies può aprire la strada a nuove droghe sintetiche e nuovi modi di produrre farmaci e biocarburanti, secondo un articolo pubblicato il 18 settembre su Nature Chemical Biology.

Per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di creare batteri capaci di incorporare in modo efficace " aminoacidi  non naturali nelle proteine prodotte dai batteri.

AGGIORNAMENTO VECCHIO POST.

Ho aggiornato un vecchio post, cromatografia per esclusione molecolare o gel filtrazione, cercando di aggiungere qualche informazione in più a riguardo.

UN ACCOMPAGNATORE PER IL GUARDIANO DEL GENOMA.

La proteina p53 svolge un ruolo di cruciale importanza nella formazione dei tumori, è un vero e proprio guardiano, vigila impedendo che la cellula possa, a causa di danni a carico del DNA che la rendono non più corretamente funzionale, trasformarsi in un tumore. La p53 impedisce ciò avviando un processo di "morte assistita" nota come apoptosi, ci torneremo in seguito nei prossimi post è un argomento molto interessante.

Un ruolo importante nel processo di attivazione della p53 lo svolge la proteina da schock termico Hsp 90, la quale attiva e stabilizza la p53.

Scienziati dell'università di Monaco hanno portato avanti nuovi studi e hanno compreso come le due proteine interagiscono tra di loro. Lo studio è stato riportato sulla rivista Nature structural and molecular biology.