LA DIVISIONE
CELLULARE
Divisione cellulare o MITOSI --> consiste nella divisione di una singola cellula
(che sia essa un batterio, una cellula di un fungo, di una pianta, di un animale) in
due cellule figlie, ma assume dei significati differenti a seconda che si parli di
organismi unicellulari o pluricellulari.
Negli organismi unicellulari (batteri,
protisti e alcuni funghi) coincide con
la riproduzione dell’organismo (una
singola cellula madre si divide in due
cellule figlie identiche (cloni).
La riproduzione è in questo caso
asessuata.
Negli organismi pluricellulari (funghi,
piante e animali) la divisione cellulare ha
semplicemente un significato di
accrescimento dell’intero organismo e
coinvolge le cellule somatiche (del soma =
corpo). La riproduzione vera a propria
avviene invece grazie a cellule
specializzate chiamate gameti che
provengono da due organismi differenti,
per questo è detta sessuata.
Definizioni...
CICLO CELLULARE --> la serie di eventi che avvengono in una cellula
tra una divisione cellulare e quella successiva.
CICLO VITALE --> la serie di eventi che avvengono nella vita di un
organismo tra una generazione e quella successiva.
Negli organismi unicellulari ciclo cellulare e vitale coincidono, mentre negli
organismi pluricellulari, il ciclo cellulare è solo una piccola parte dell’intero ciclo
vitale.
Prima che una cellula si divida è necessario che accresca le sue dimensioni,
duplichi il DNA e tutti gli organuli presenti in modo che, con la divisione, possa
originare due cellule figlie identiche tra loro ed identiche alla cellula madre (in
quanto a qualità e quantità del materiale genetico).
Questa fase che precede la mitosi vera e propria prende il nome di
INTERFASE.
Nella fase S dell’interfase avviene la duplicazione del DNA che contiene il
progetto di funzionamento dell’intero organismo, ovvero tutte le istruzioni
necessarie per la sintesi delle proteine e che determinano le caratteristiche di un
individuo (es. colore dei capelli, gruppo sanguigno, forma dei fiori e delle foglie...).
La duplicazione del DNA è una duplicazione semiconservativa poiché le due
molecole di DNA saranno costituite ciascuna da un filamento nuovo ed un
filamento parentale.
https://www.youtube.com/watch?v=nBumGiX9oSI
Uno sguardo alle dimensioni....
La lunghezza del DNA in una cellula eucariote è circa 100.000 volte superiore
al diametro del nucleo.
Il DNA è quindi impacchettato in strutture più compatte perché associato a
delle proteine dette istoni a formare la cromatina.
In occasione della duplicazione cellulare la cromatina si spiralizza ancora di più
rendendo visibile il DNA sotto forma di CROMOSOMI.
ATTENZIONE
Dopo che il cromosoma si divide durante la fase
S (duplicazione del DNA) risulterà costituito da
2 cromatidi fratelli tenuti uniti dal centromero.
Durante la divisione cellulare ciascun cromatidio
migrerà verso una cellula figlia in modo che ognuna
riceva una serie completa e identica di cromosomi.
Uno sguardo ai numeri....
Una cellula procariote contiene in genere un unico
cromosoma circolare di 1-2 mm per cui la divisione cellulare è
semplice ed impiega circa 20 minuti.
Una cellula eucariote contiene il DNA ripartito in
più cromosomi che variano di numero e forma a
seconda delle specie. Per es. il corredo
cromosomico dell’uomo è di 23 coppie di cromosomi
(46 in tutto). L’organismo viene definito diploide
(2n) poiché contiene due copie per ciascun
cromosoma, uno di origine materna e l’altro di
origine paterna.
La divisione è più complessa e può impiegare dalle
10 alle 20 ore.
N° cromosomi nelle varie specie
46
12
40
94
14, 28, 42
https://www.youtube.com/watch?v=SoBIRSVv9SA
https://www.youtube.com/watch?v=tUdQhI4LBmo
Riproduzione asessuata negli organismi unicellulari
Avviene senza il coinvolgimento di cellule specializzate come i gameti e consiste in
una sorta di clonazione di un unico individuo per cui il figlio avrà lo stesso corredo
genetico del genitore.
VANTAGGI: possibilità per un solo di individuo di generare nuovi organismi
incrementando la popolazione in tempi rapidi.
Es. i batteri sono in grado di replicarsi ogni 20 minuti per cui la crescita è
esponenziale.
SVANTAGGI: la mancanza di variabilità genetica espone la specie ad un
maggior rischio di estinzione poiché se le condizioni ambientali dovessero
diventare sfavorevoli per gli individui con quel corredo genetico, sarà a rischio la
sopravvivenza dell’intera popolazione.
Riproduzione asessuata negli organismi unicellulari
Riproduzione sessuata negli organismi pluricellulari
Consiste nella fusione di due cellule specializzate chiamate gameti ovvero di una
cellula sessuale ♀ (cellula uovo) e cellula sessuale ♂ (spermatozoo) per dare
origine allo zigote, la prima cellula di ogni nuovo individuo.
Lo zigote grazie ad una serie successiva di divisioni mitotiche si accrescerà in
embrione ed organismo adulto.
Riproduzione sessuata negli organismi pluricellulari
VANTAGGIO: assicura un’ampia variabilità genetica nell’ambito di una
stessa specie grazie al riassortimento dei cromosomi maschili e femminili.
SVANTAGGIO: impossibilità di generare numerosi individui in tempi rapidi.
Il cariotipo umano
(la serie di cromosomi presente in ciascuna cellula somatica di un individuo)
E’ costituito da 23 coppie di cromosomi, per questo le cellule somatiche sono
definite diploidi (2n).
I cromosomi che formano una coppia sono detti omologhi e sono uno di origine
materna e uno di origine paterna.
Il cariotipo umano
23 coppie di cromosomi omologhi
22 coppie di autosomi
1 coppia di cromosomi sessuali
(determinano il sesso
dell’individuo)
XX
femminile
XY
maschile
Se per la riproduzione si fondessero due cellule diploidi, cioè con un corredo
cromosomico doppio, cosa ne risulterebbe?
Un organismo tetraploide, cioè
formato da 4 copie di ciascun
cromosoma
Come fa la cellula a risolvere questo problema?
...affidando la riproduzione a cellule specializzate (gameti) che sono aploidi, cioè
hanno un corredo genetico dimezzato rispetto a tutte le altre cellule somatiche.
vs
Come fa l’organismo a produrre cellule aploidi se tutte le cellule del suo
organismo sono diploidi?
Grazie ad un particolare tipo di divisione chiamato MEIOSI
GAMETOGENESI
