Mitosi e meiosi: duplicazione cellulare

Mitosi e meiosi: duplicazione cellulare
© Emilio Padoa-Schioppa
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Mitosi: 4 fasi
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
Profase: i cromosomi si compattano
e l’involucro nucleare inizia a
scomparire. I cromosomi si
accorciano e si inspessiscono.
Ogni cromosoma è stato duplicato
nella precedente fase S e
consiste in una coppia di unità
identiche, chiamate cromatidi
fratelli. Vi è una regione chiamata
centromero dove i cromatidi sono
strettamente associati.
Ad ogni centromero è associata
una struttura proteica detta
cinetocore alla quale si legano i
microtuboli
© Emilio Padoa-Schioppa
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Mitosi: 4 fasi
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
Metafase: tutti i cromosomi della
cellula si allineano lungo il piano
equatoriale
(o
piastra
metasafica) della cellula.
I microtubuli dei cinetocori si
estendono dai poli alla regione
equatoriale.
Ogni cromatide è ben visibile.
© Emilio Padoa-Schioppa
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Mitosi: 4 fasi
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
Mitosi: 4 fasi
• Profase
• Metafase
• Anafase
• Telofase
Anafase: i cromatidi fratelli si
separano. Nel momento in cui i
cromatidi si separano e non sono
più attaccati alle loro copie ogni
cromatide è considerato un
cromosoma.
I Cromosomi disgiunti migrano ai
poli.
Telofase.
I
cromosomi
si
decondensano, attorno a ogni
serie di cromosoma si forma un
involucro nucleare, scompaiono i
microtubuli del fuso.
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Meiosi: riproduzione sessuata
Citocinesi
Si formano due distinte cellule figlie.
© Emilio Padoa-Schioppa
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Riproduzione asessuata e sessuata, cellule aploidi e cellule diploidi
Nella riproduzione asessuata un singolo genitore, di solito attraverso un
processo di scissione, gemmazione o frammentazione da origine a due o
più individui del tutto identici al genitore (la duplicazione avviene spesso
per mitosi).
Nella riproduzione sessuata vi è l’unione di due cellule sessuali
specializzate, dette gameti, che formano un’unica cellula, detta zigote.
Se ogni gamete avesse lo stesso numero di cromosomi delle cellule del
genitore che lo produce allora lo zigote ne avrebbe il doppio.
I cromosomi sono in coppie nelle cellule di piante e animali. I membri di una
coppia vengono chiamati cromosomi omologhi (sono simili per forma …).
Portano l’informazione per il controllo degli stessi tipi di caratteristiche
genetiche ma non automaticamente la stessa informazione.
Un set di cromosomi contiene un cromosoma per ogni tipo, cioè un membro
di ogni coppia di omologhi. Se una cellula contiene due cromosomi di ogni
tipo (due serie di cromosomi) è detta diploide, se altrimenti è presente un
cromosoma di ogni coppia di omologhi si dice che è aploide.
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Meiosi: 8 fasi
• Meiosi I
•Profase I
•Metafase I
•Anafase I
•Telofase I
• Meiosi II
•Profase II
•Metafase II
•Anafase II
•Telofase II
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Ogni cromosoma duplicato è costituito da due cromatidi. Nella profase I i
cromosomi omologhi si appaiano longitudinalmente unendosi con un
processo detto sinapsi. Nella tetrade si ha un omologo materno e un
omologo materno.
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La Meiosi da origine a cellule aploidi con combinazioni geniche uniche
Quando le cellule sessuali fondono al momento della fecondazione ogni
gamete fornisce una serie aploide di cromosomi. In questo modo nello
zigote viene ristabilito il numero diploide di cromosomi.
I processi della meiosi sono simili a quelli della mitosi, ma
1. nella meiosi ci sono due successive suddivisioni nucleari, con una
potenziale produzione di quattro cellule;
2. nonostante le due divisioni nucleari in DNA e gli altri componenti dei
cromosomi subiscono una sola duplicazione, nell’interfase che precede la
prima divisione meiotica;
3. ognuna delle quattro cellule prodotte dalla meiosi contiene di
conseguenza un numero aploide di cromosomi (cioè un esemplare di ogni
coppia di omologhi);
4. durante la meiosi l’informazione genetica (che proviene da entrambi i
genitori) viene mescolata, così che ogni cellula aploide possiede una
combinazione di geni potenzialmente unica.
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Meiosi: 8 fasi
• Meiosi I
•Profase I
Il DNA viene duplicato durante
l’interfase che precede la
profase I. Nella profase I i
cromosomi omologhi si appaiano
formando
le
tetradi
e
l’involucro
nucleare
si
frammenta.
In questa fase i cromosomi
omologhi
si
associano
strettamente e avviene il
crossing-over.
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Il crossing over è un processo in cui i cromosomi appaiati si scambiano
DNA, producendo nuove combinazioni di geni
I chiasmi sono il risultato degli eventi di crossing over.
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Meiosi: 8 fasi
• Meiosi I
•Metafase I
•Anafase I
Le tetradi si allineano sul piano
equatoriale e rimangono unite nei
chiasmi. I cinetocori fratelli di
un cromosoma sono connessi
mediante le fibre del fuso solo
ad uno dei poli, mentre quelli del
cromosoma
omologo
sono
collegati all’altro polo
Nell’anafase
I
i
cromosomi
omologhi di ogni coppia si
separano e migrano verso i poli
opposti.
Ogni polo riceve un
insieme casuale di materni e
paterni
ma
un
solo
rappresentante di ogni coppia di
omologhi è presente a ogni polo.
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• Meiosi II
•Profase II
•Metafase II
•Anafase II
•Telofase II
La Profase II assomiglia alla
profase mitotica: i cromosomi
omologhi non si accoppiano (infatti
in ognuna delle due cellule formate
c’è un solo cromosoma omologo) e
non avviene crossing over.
Nella metafase II i cromosomi si
allineano sul piano equatoriale delle
rispettive cellule
Nell’anafase
II
i
cromatidi,
attaccati alle fibre del fuso
migrano verso i poli.
Nella telofase II i cromatidi si
decondensano, l’involucro nucleare
si riorganizza e avviene la
citocenesi.
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La posizione della meiosi
nel ciclo vitale di varia
tra i diversi gruppi di
specie.
In ogni caso occorre
ricordare che la meiosi
deve avvenire prima che
siano formati i gameti e
che ogni specie ha un
numero caratteristico di
cromosomi, che è
invariabile. In ogni ciclo
vitale il raddoppiamento
del numero di cromosomi
che avviene durante la
fecondazione è
compensato dal
dimezzamento del
numero di cromosomi che
avviene durante la meiosi
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Meiosi: 8 fasi
• Meiosi I
•Telofase I
Nella Telofase I i cromatidi si
decondensano,
l’involucro
nucleare si riorganizza e
avviene la citocenesi.
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Mitosi e
meiosi:
differenze
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Mitosi, meiosi e riproduzione sessuata
Mitosi: processo di duplicazione che avviene in quasi tutte le cellule. Si
parte da una cellula diploide (nell’uomo 23 coppie di cromosomi – 46
cromosomi) Una sola duplicazione del DNA e 1 ciclo di divisione della
cellula – Risultano 2 cellule con 23 coppie di cromosomi identiche alla
cellula di partenza.
Meiosi: avviene nelle cellule sessuali. Si parte da una cellula diploide
(nell’uomo 23 coppie di cromosomi – 46 cromosomi) – Una sola duplicazione
del DNA e 2 cicli di divisione della cellula – Risultano 4 cellule con 23
cromosomi. Queste cellule sono dette gameti.
Riproduzione sessuata: un maschio e una femmina si riproducono e il
risultato della fecondazione di un gamete maschile con un gamete
femminile è una cellula, detta zigote nella quale 23 cromosomi vengono dal
gamete maschile e 23 da quello femminile.
Lo zigote poi continuerà il suo sviluppo suddividendosi ….
Di conseguenza in un individuo adulto (e nelle sue cellule sessuali) 23
cromosomi vengono dal padre e 23 dalla madre.
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