Biologia dello Sviluppo: Funzioni di ZP, Polarità Genica in Drosophila e Adesione Cellulare

Struttura e Funzione della Zona Pellucida nei Mammiferi

La zona pellucida è costituita da glicoproteine chiamate ZP1, ZP2 e ZP3. A livello della fecondazione sono funzionali ZP2 e ZP3. ZP2 e ZP3 si alternano a formare polimeri, uniti tra loro da ZP1 che funge da ponte tra questi polimeri.

Ruolo della Glicoproteina ZP3

ZP3 è la glicoproteina che espone i residui glucidici. Lo spermio si lega alla ZP3 e questa attiva la reazione acrosomiale. Il legame dello spermio con ZP3 viene detto binding primario.

Funzioni Protettive e Nutrizionali

La zona pellucida è responsabile per la protezione e l'alimentazione degli ovociti immaturi e dei pre-embrioni durante i loro primi giorni di sviluppo. Le glicoproteine che la compongono possiedono recettori che attivano gli spermatozoi e facilitano la fecondazione dell'uovo. Esse hanno anche un ruolo nella reazione acrosomiale. Inoltre, la zona pellucida:

• Impedisce la polispermia.
• Tutela l'embrione precoce.

Polarità Terminale in Drosophila

Un gruppo di geni terminali, dall'effetto materno, definiscono i confini delle parti segmentate del corpo.

Meccanismo di Torso

Il messaggero del gene torso viene prodotto dalle cellule dell'ovaio prima della fecondazione, ma viene tradotto solo successivamente nell'ovocita: la proteina Torso sarà localizzata nella membrana cellulare in tutto l'uovo.

In mancanza della proteina Torso non si formano le estremità non segmentate dell'organismo, l'acron e il telson. Al contrario, in una mutazione dominante di questo gene, tutta la metà anteriore dell'embrione si trasforma in acron e tutta la metà posteriore in telson.

Interazione Torso e Torso-like

Intervengono due geni per la polarità terminale:

• Torso: è un recettore trasmembrana.
• Torso-like: è il ligando per Torso.

Torso è prodotto dalle cellule nutrici e localizzato su tutto il citoplasma periferico, mentre il suo ligando (Torso-like) è prodotto dalle cellule follicolari posteriori e anteriori e rilasciato nello spazio perivitellino. Per questo motivo, Torso si attiverà solo in questa zona.

Caderine: Struttura, Funzione e Ruolo nell'Adesione Cellulare

Le caderine hanno una struttura complessa. Sono omodimeri con una parte extracellulare composta da regioni ripetute. Tra una regione e l'altra si lega il calcio. Poi c'è una regione transmembrana e una parte citoplasmatica che è anche l'estremità C-terminale.

Interazioni e Riconoscimento Cellulare

• Estremità C-terminale: La caderina interagisce con le catenine che si legano a loro volta ai microfilamenti.
• Estremità N-terminale: C'è un sito di riconoscimento che permette alle cellule di riconoscersi tra loro. Cellule appartenenti allo stesso tipo cellulare hanno lo stesso tipo di sito di riconoscimento.

Regolazione del Movimento Cellulare

Quando due cellule sono a contatto tra loro non possono muoversi. Quando le cellule perdono contatto iniziano a muoversi. Sembra che questo avvenga perché, quando le cellule sono in contatto, il sistema actomiosinico è bloccato dalle catenine. Quando le cellule si separano, le caderine si disattivano e di conseguenza si disattivano anche le catenine, permettendo alla cellula di muoversi perché il sistema actomiosinico torna libero.

Polarità Anteriore in Drosophila

Il centro di organizzazione anteriore è dovuto soprattutto al gradiente della proteina Bicoid (tradotta al momento della fecondazione, gene ad effetto materno) che ha la massima concentrazione nella parte anteriore e raggiunge livelli minimi nell'ultimo terzo posteriore dell'uovo. Perciò, Bicoid è un morfogeno.

Regolazione Genica di Bicoid

Bicoid regola altri geni zigotici:

• Attiva Hunchback (represso invece da Nanos nella parte posteriore).
• Reprime Caudal (nella parte anteriore).