La riproduzione cellulare

La riproduzione cellulare
Mitosi e meiosi
La divisione cellulare
Permette agli organismi di accrescersi e sostituire
le cellule morte ed è alla base della riproduzione.
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Negli organismi procarioti
Divisione cellulare = Scissione binaria = Riproduzione
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La scissione binaria nei procarioti
Questo processo implica
quattro eventi:
•
dei segnali riproduttivi
•
la duplicazione del DNA
•
la segregazione del DNA
•
la citodieresi
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Negli organismi eucarioti
Gli eucarioti attuano due meccanismi di divisione cellulare:
1. la mitosi che produce due cellule identiche (diploidi 2n)
2. la meiosi che produce quattro gameti, tutti diversi (aploidi n)
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Il ciclo cellulare
Si dice ciclo cellulare
l’insieme degli eventi
compresi tra la formazione
di una cellula e la sua
divisione in due cellule
figlie, e prevede due fasi:
•
l’interfase
•
la fase mitotica o meiotica
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L’interfase
Questo momento comprende
tre sottofasi:
• la sottofase G1, o preparazione
alla duplicazione
• la sottofase S, o duplicazione
del DNA e del centrosoma
• la sottofase G2, o preparazione
alla mitosi
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La prima tappa della mitosi: profase
La cromatina si avvolge
diventando
progressivamente più
compatta e si condensa in
cromosomi (ognuno
formato da due cromatidi
identici, cromatidi fratelli).
Scompaiono i nucleoli
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La spiralizzazione del DNA
Il processo di
avvolgimento del DNA
viene chiamato
spiralizzazione
e porta alla
condensazione della
cromatina in cromosomi.
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La struttura dei cromosomi
Ogni cromosoma è formato
da due molecole di DNA
identiche, queste sono
definite cromatidi fratelli.
La regione centrale dei
cromosomi che unisce i
cromatidi e che si unisce
al fuso, si chiama
Centromero
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La seconda tappa della mitosi:
prometafase
•L’involucro nucleare si
frammenta.
•Compaiono i microtubuli
che connettono i cinetocori
(2 strutture del centrosoma
importanti per il movimento dei
cromosomi) ai due poli e
formano il fuso mitotico.
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Il fuso mitotico
È la struttura, formata da microtubuli, che dirige
il movimento dei cromosomi.
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La terza tappa della mitosi: metafase
I centromeri dei cromosomi sono
allineati al centro della cellula,
lungo la piastra metafasica (o
piastra equatoriale).
È il momento migliore per
osservare forma e dimensione dei
cromosomi.
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La quarta tappa della mitosi: anafase
I cromatidi fratelli si
separano in due
cromosomi figli che si
spostano verso i poli
opposti della cellula.
Equa ripartizione del
materiale nucleare
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La quinta tappa della mitosi: telofase
Si formano i nuovi nuclei
cellulari diploidi.
La cromatina diventa
meno compatta e la
cellula entra in una nuova
interfase.
Si riforma la membrana
nucleare
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La citodieresi
Conclusa la divisione del nucleo, inizia quella
del citoplasma che è diversa nelle cellule animali (A)
e in quelle vegetali (B).
(B)
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Citodieresi
• Divisione cellulare dopo la mitosi
• Si forma un solco di divisione
Citodieresi negli animali
• La cellula appare come pinzata a metà
• L’effetto è dovuto alla contrazione di
microfilamenti
Citodieresi nelle piante
• La nuova parete cellulare deve essere costruita
• Si forma la piastra cellulare
La mitosi in sintesi
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La riproduzione asessuata
Per mitosi o per scissione binaria un organismo genera figli
geneticamente identici a se stesso e tra loro.
L’esempio di un cactus
L’esempio di un fungo
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La riproduzione sessuata
Tramite questo tipo di riproduzione si dà origine a una
discendenza diversa dai genitori, per farlo sono necessari due
processi: la meiosi e la fecondazione.
Fecondazione
Meiosi
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La meiosi
Ogni evento meiotico comprende due divisioni nucleari
• meiosi I
• meiosi II
che riducono il numero di cromosomi da diploide (2n) ad
aploide (n); il nucleo si divide due volte ma il DNA si duplica
una volta sola.
Alla fine di questo processo si generano quattro cellule figlie
chiamate gameti.
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Meiosi I
• Si formano le coppie di omologhi
• Le coppie si associano = sinapsi
Cromosomi omologhi
• Cromosomi appartenenti ad una coppia
• 2 cromosomi che hanno la stessa sequenza di geni
• Simili ma non identici
Meiosi I
• Crossing-over – cromatidi non fratelli possono
incrociarsi
• I cromatidi possono scambiarsi segmenti
Stadi della meiosi I
Interchinesi
• Periodo simile all’interfase
• Tra la meiosi I e la meiosi II
• Non avviene replicazione del DNA
Stadi della meiosi II
La meiosi in sintesi
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Importanza della ricombinazione meiotica
• Fornisce variabilità nella discendenza
• Processo essenziale per l’evoluzione
Il crossing-over
Lo scambio di DNA
mediante crossing-over
dà origine a cromosomi
geneticamente diversi,
e quindi a nuove
combinazioni del materiale
genetico nei cromatidi
ricombinanti.
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Gli errori nella meiosi
Quando i cromosomi
omologhi non si separano
durante la prima divisione
meiotica, il risultato è
un’aneuploidia, cioè il
cariotipo può avere
cromosomi mancanti o
presenti in sovrannumero.
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