MITOSI E MEIOSI TESTBUSTERS Ciclo cellulare Check-point Punti di controllo del ciclo cellulare: 1. G1-S 2. G2-M 3. M Punto di controllo G1 G0 Sistema di controllo G1 Il ciclo viene bloccato nel caso di danno al DNA o ad altre strutture. (p53 come guardiano del genoma) M G2 Punto di controllo M Punto di controllo G2 S Progressione del ciclo cellulare ● Il passaggio da una fase all’altra del ciclo cellulare è regolata da proteine chiamate cicline ● Queste si complessano con proteine ad azione fosforilativa, le Cdk Interfase ● G1: crescita cellulare ● S: duplicazione DNA e apparato mitotico ● G2: crescita cellulare e preparazione alla mitosi Apparato mitotico • Centrioli: contengono i microtubuli che polimerizzano a dare il fuso mitotico • Aster: abbozzo di fuso mitotico in profase • Centrosoma: contiene i centrioli. Si duplica in fase S a dare 2 centrosomi e ciascuno migra ai poli della cellula Mitosi Divisione cellulare a partire da una cellula madre, a dare 2 cellule figlie geneticamente identiche, a cui vengono spartiti gli organuli. Materiale genetico della cellula madre e l’apparato mitotico sono duplicati in fase S. Mitosi Mnemotecnica Testbusters: POLDO MANGIA AL TAVOLO 1. Profase 2. Metafase 3. Anafase 4. Telofase Profase • Dissolvimento nucleolo • Cromosomi spiralizzati (ciascuno formato da 2 cromatidi fratelli) tenuti insieme dal centromero • Presenza a livello del centromero del cinetocore • Centrosomi migrano ai poli della cellula • Formazione dell’aster Cinetocore Struttura proteica componente del centromero, una per ogni cromatidio. Metafase • I cromatidi fratelli si allineano sulla piastra metafasica o equatoriale • Le fibre del fuso (microtubuli) si legano al cinetocore Anafase I cromatidi fratelli segregano tirati dai microtubuli ai poli della cellula. Telofase • Ricostituzione dei nuclei cellulari • Ripartizione degli organuli • I cromosomi si decondensano Non confondere… CINETOCORE CENTROMERO CENTROSOMA CENTRIOLO Riproduzione sessuata La riproduzione è l’insieme dei meccanismi mediante i quali gli esseri viventi provvedono alla conservazione della propria specie. VANTAGGIO: rimescolamento del materiale genetico. Meiosi E’ un processo di divisione mediante il quale una cellula eucariotica con corredo cromosomico diploide dà origine a quattro cellule con corredo cromosomico aploide. Si compone di due fasi: • Meiosi I (fase riduzionale) • Meiosi II (fase equazionale) Meiosi I E’ un processo riduzionale, in quanto riduce l’assetto cromosomico da 2n a n. Si distinguono 4 fasi distinte: • • • • Profase I Metafase I Anafase I Telofase I Profase I Si distinguono delle «sottofasi»: • Leptotene: materiale genetico si condensa • Zigotene: avviene la sinapsi dei cromosomi omologhi a formare una struttura denominata tetrade • Pachitene: i cromosomi si accorciano, si ispessiscono e avviene il crossing-over • Diplotene: i cromosomi omologhi cominciano a separarsi. Tuttavia i due cromatidi di ciascuna coppia di omologhi restano in contatto grazie a connessioni chiamate chiasmi, segni visibili dell'avvenuto crossing-over • Diacinesi: i cromosomi completano la loro condensazione e sono chiaramente visibili Profase I Mnemotecnica Testbusters: Cromosomi omologhi Sono dei cromosomi che in loci corrispondenti presentano gli stessi geni però con informazioni diverse. Esempio: i cromosomi Q e Z contengono il gene «colore occhi». Il gene A codifica per il colore azzurro, il gene a per il colore marrone. Codificano per una variante (allele) dello stesso carattere (colore occhi). Cromosomi omologhi Nelle cellule somatiche (diploidi), ogni cromosoma è presente in due copie che costituiscono una coppia di cromosomi omologhi, uno di origine paterna e uno di origine materna. I cromosomi umani sono 46 accoppiati due a due → 23 coppie di cromosomi omologhi. Cromosomi omologhi vs Cromatidi fratelli Fase G1: cromosoma monocromatidico. Fase S: cromosoma bicromatidico, costituito da due cromatidi fratelli. In fase S ogni cromosoma omologo sarà costituito da 2 cromatidi fratelli. Profase I - Pachitene • Chiasma: è il punto, in una coppia di cromosomi omologhi, nel quale avviene lo scambio fisico tra cromatidi omologhi • Crossing over: processo di scambio reciproco di segmenti cromatidici in posizioni corrispondenti degli omologhi. Il processo implica la rottura simmetrica e la riunione scambiata di tratti di cromosoma • Questo processo aumenta la variabilità genetica Metafase I Le tetradi si allineano sulla piastra metafasica. NB: l’orientamento sulla piastra è assolutamente casuale. Ciò significa che le cellule figlie hanno la probabilità del 50 % di ricevere sia l’omologo paterno che quello materno di ciascun cromosoma. Assortimento indipendente degli omologhi Anafase I • I chiasmi si disgiungono • I cromosomi (ciascuno con due cromatidi) si muovono verso i poli opposti Si stanno formando due cellule figlie aploidi (23 cromosomi), ma ciascun cromosoma ha ancora due cromatidi. Telofase I I cromosomi bicromatidici sono ai poli della cellula. Due opzioni per la cellula: • Cominciare rapidamente la meiosi II • Riformare l’involucro nucleare attorno ai cromosomi ed entrare in interfase Meiosi II Questa è definita fase equazionale, molto simile alla mitosi. Distinta in 4 sotto fasi: • Profase II: non preceduta da replicazione del DNA • • • Metafase II: i cromosomi si allineano sulla piastra equatoriale (i cromatidi di ciascun cromosoma non sono più identici a causa della ricombinazione) Anafase II: i cromatidi fratelli migrano verso poli opposti della cellula Telofase II: la divisione cellulare è completa. Si ottengono 4 cellule figlie aploidi diverse tra di loro Risultato della meiosi In sintesi… Cellula alla fine della meiosi Facciamo ordine… Errori nella meiosi • Trisomia 13 • Trisomia 18 • Trosomia 21 Monosomie: letali eccetto X0 (sindrome di Turner) Cenni di gametogenesi Gameti: cellule aploidi a potenziale riproduttivo prodotte durante la gametogenesi: Gamete maschile: spermatozoo. Si forma nei tubuli seminiferi dei testicoli. Gamete femminile: cellula uovo. Si forma nella zona corticale dell’ovaio. Spermatogenesi vs oogenesi Spermatogenesi vs oogenesi La fecondazione • • • • • La fecondazione avviene di solito nella tuba di Falloppio Quando lo spermatozoo entra nella cellula uovo si verificano modificazioni chimiche che impediscono l’ingresso di altri spermatozoi Dopo la fecondazione, la testa dello spermatozoo si trasforma nel pronucleo maschile, mentre la cellula uovo completa la seconda divisione meiotica e forma il pronucleo femminile Il materiale dei due pronuclei si unisce dando origine allo zigote. Ha inizio l’embriogenesi Con una serie di divisioni mitotiche, lo zigote darà origine alle 2x10^12 cellule che si calcola siano presenti nel neonato
