1b.

Vol (cellule eucariotiche) ~ 1000 Vol (cellule procariotiche)
V  L3
S  L2
Cellule eucariotiche  enorme sviluppo di membrane interne
• Nucleo
• Organelli
membrane
Contatto con l’esterno e con il cytosol mediante endocitosi e esocitosi
Differenziazione
attivazione e silenziamento programmato di geni specifici
Cellule adattative
• sitema immunitario (solo organismi superiori)
• sistema nervoso (tutti gli organismi pluricelllari
Evoluzione => relazione tra cellule => trasmissione,
Combinazione e Interpretazione di segnali esterni
Apprendimento e Memoria
padre
1a. Profase: i cromosomi diventano
visibili come strutture allungate a coppie
Cellule mitotiche 4n
1a
madre
Formazione nuova membrana nucleare
Genitori e figli 2n
1b
2
3
padre
4
MITOSI
5
madre
1b. Inspessimento dei cromosomi
2. Metase: i cromosomi si allineano
all’equatore
3. Anafase: i cromosomi si dividono e
cominciano a muoversi verso i poli
4. Telofase: i cromosomi raggiungono i
poli
5. Citochinesi: la cellula si divide e
ciascuna cellula figlia ha un set
completo di cromosomi, un membro di
ciascuna coppia da ognuno dei genitori
Duplicazione cromosoma
Segregazione cromosoma
Figure 17-2 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Figure 17-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
MEIOSI
1a
Cromatidi
fratelli
1b
Crossing-over
2
4a
4b
5a
5b
3
Cromosomi omologhi segregano
indipendentemente. Ciascun gamete
prende un solo cromosoma omologo dai
genitori
Seconda divisione meiotica
Prima divisione meiotica
Interfase 2n
1a. Profase: i cromosomi diventano
visibili come strutture allungate
1b. Cromosomi omologhi si accoppiano
2. Metase: i cromosomi si allineano
all’equatore
3. Anafase: coppie omologhe si
muovono verso i poli
4a. Coppie omologhe si dispongono in
cellule distinte
4b. I cromosomi decondensano per
la profase (vedi sopra)
5a. Cromosomi omologhi si separano
alla metafase e anafase (vedi sopra)
5b. 4 gameti ciascuno con una copia di
ciscun cromosoma
Figure 17-47 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
1
2
3
4
5
6
back
back
back
metafase
anafase
back
back
back
fotomicrografia
Scanning
electron
micrograph
Plant_cell_division
Mitotic_spindle_fly
Animal_cell_division
Mitotic_spindle
Originally spilled from the cell
Artificially lined up in their numerical
order
Chromosome painting is performed by coupling with a combination of fluorescent
dyes
Figure 4-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Human karyotype
Position of the centromere
The structural basis for the banding patterns is not known, but is unique
Karyotype. Microscopic examination of chromosome size and banding patterns allows
medical laboratories to identify and arrange each of the 23 different chromosome pairs
(22 pairs of autosomes and one pair of sex chromosomes) into a karyotype, which then
serves as a tool in the diagnosis of genetic diseases. The extra copy of chromosome 21
in this karyotype identifies thisindividual as having Down‟s syndrome.
Le cellule sono molto più simili tra loro (strutturalmente e e funzionalmente)
di quanto non lo siano gli organismi cui appartengono
Ma un uomo dà sempre origine ad un uomo
una mosca ad una mosca
un batterio ad un batterio
La cellula contiene TUTTA l'informazione necessaria
una cellula batterica → due cellule batteriche
una cellula uovo fecondata → organismo completo
Gregorio Giovanni Mendel (1822-1884)
abate cecoslovacco
Pisum sativum L.
• forma del seme:
• colore del seme:
liscia o rugosa
verde o giallo
1. isolamento ceppi con una sola modalità per ognuno dei
caratteri
→ trasmissione inalterata alla prole
2. Incrocio di ceppi diversi
3. Studio della trasmissione alla prole
Hp: Colore e Forma del seme controllati da un "fattore"
(molto più tardi identificato col gene trasmesso alla prole via gameti)
Genitori: entrambi omozigoti
• R (seme liscio) modalità dominante
• r (seme rugoso) modalità recessiva
Legge della dominanza (o della omogeneità
del fenotipo)
genitori puri (1 dominante, 1 recessivo)
prima generazione (F1) discendenti con
fenotipo omogeneo dominante
Legge della segregazione
incrocio fra individui della F1 progenie (F2)
• modalità dominante: se presente nel genotipo, sia
puro che ibrido, si manifesta fenotipicamente
• modalità recessiva: si manifesta solo nell'individuo
geneticamente puro per e non nell'ibrido
Legge dell'indipendenza
L’eredità contemporanea di 2 o più caratteri
è indipendente (si rispettano la Legge della
dominanza e la Legge della segregazione)
Forma
R: seme liscio
r : seme rugoso
Colore
Y: seme giallo
y: seme verde
• Genitori puri (RR,YY) e (rr,yy)
• F1 tutti ibridi (Rr,Yy),
fenotipo dominante, seme liscio e giallo
• F2 9 diversi genotipi e 4 diversi fenotipi
A brief history of the tree of life
Pre DNA – the tree of life is made by „organismal biology‟
1960‟s – Phylogenetics: biomolecules (DNA and protein) are used
to derive tree of life.
1970‟s – The 16S ribosomal tree offers the best picture of the tree
of life
1990‟s – The genomic revolution offers to increase the resolution
of tree of life but instead casts the entire concept into jeopardy.
The basal universal phylogenetic tree inferred from
comparative analyses of rRNA sequences
C.R.Woese. “Interpreting the universal phylogenetic tree.”
PNAS (2000), 97:8392-8396
The problem: different molecules can yield different trees
AND may still be telling the truth
Even the sacred of sacreds of phylogenetic taxonomy can be violated:
Gene tree A
Gene tree B
Archae
Bacteria
Gene tree C
Kingdoms are not monophyletic
in gene tree B and C
Evolution by Horizontal Transfer
May be detected in genomic sequences because of the presence of
•
•
•
•
•
Unexpected ranking of sequence similarity among homologs
Unexpected phylogenetic tree topology
Unusual phyletic pattern
Conservation of gene order
Anomalous DNA composition
It has an important role in bacterial diversity
The ability of organisms to absorb DNA from the environment was
illustrated by Avery, McLeod, and McCarthy in 1944.
1944 - Avery, McLeod and McCarthy identify DNA as the
"transforming principle" in pneumococcus type III (the genetic
material).
“Infectious heredity”
Horizontal transfer was first recognized (1950‟s) in the resistance
to multiple antibiotics simultaneously transferred from Shigella to
Escherichia coli