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Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Cromosomi eucariotici Nel 1880 Fleming osserva i cromosomi durante la divisione cellulare Nel.

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1 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Cromosomi eucariotici Nel 1880 Fleming osserva i cromosomi durante la divisione cellulare Nel 1880 Fleming osserva i cromosomi durante la divisione cellulare Nel 1903 Sutton e Boveri identificano nei cromosomi i Fattori Genetici di Mendel Nel 1903 Sutton e Boveri identificano nei cromosomi i Fattori Genetici di Mendel Sono costituiti da Cromatina, fatta da DNA e Pt., che è dispersa quando la cellula è quiescente, e si condensa in Cromosomi (corpi colorati) quando la cellula si divide Sono costituiti da Cromatina, fatta da DNA e Pt., che è dispersa quando la cellula è quiescente, e si condensa in Cromosomi (corpi colorati) quando la cellula si divide Negli eucarioti sono contenuti nel nucleo Negli eucarioti sono contenuti nel nucleo

2 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

3 I geni Il gene si può definire una unità informazionale che contiene le informazioni necessarie a svolgere una o più funzioni cellulari specifiche, influenzando alcune caratteristiche di un organismo Il gene si può definire una unità informazionale che contiene le informazioni necessarie a svolgere una o più funzioni cellulari specifiche, influenzando alcune caratteristiche di un organismo Luomo ha circa geni che codificano per Pt. Luomo ha circa geni che codificano per Pt.

4 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Impacchettamento del DNA nei cromosomi E. coli ha un cromosoma circolare di circa 4x10 6 b.p. che sarebbe lungo 1,35 mm (1000 volte più dellintero batterio) se non fosse impacchettato con le Pt. E. coli ha un cromosoma circolare di circa 4x10 6 b.p. che sarebbe lungo 1,35 mm (1000 volte più dellintero batterio) se non fosse impacchettato con le Pt. Una cellula eucariotica (spermatozoo) ha 3x10 9 b.p. e questo DNA sarebbe lungo circa 1m Una cellula eucariotica (spermatozoo) ha 3x10 9 b.p. e questo DNA sarebbe lungo circa 1m Il DNA è compattato grazie agli Istoni Il DNA è compattato grazie agli Istoni

5 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Impacchettamento del DNA (I) Gli istoni sono Pt. cariche positivamente (ricche in Arg, Lys, His) e si legano ai gruppi fosfato del DNA formando i nucleosomi Gli istoni sono Pt. cariche positivamente (ricche in Arg, Lys, His) e si legano ai gruppi fosfato del DNA formando i nucleosomi Il ruolo degli istoni è strutturale e funzionale (influenzano anche l attività del DNA a cui sono associati) Il ruolo degli istoni è strutturale e funzionale (influenzano anche l attività del DNA a cui sono associati) Il nucleosoma: è una perla costituita da 146 b.p avvolte su un nucleo di 8 istoni (2 x 4 tipi). I nucleosomi sono uniti da DNA linker Il nucleosoma: è una perla costituita da 146 b.p avvolte su un nucleo di 8 istoni (2 x 4 tipi). I nucleosomi sono uniti da DNA linker

6 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Impacchettamento del DNA (II) Il nucleosoma impacchettato si ha quando gli istoni H1 (un quinto tipo) si associano al DNA linker avvicinando i nucleosomi adiacenti Il nucleosoma impacchettato si ha quando gli istoni H1 (un quinto tipo) si associano al DNA linker avvicinando i nucleosomi adiacenti Nella cromatina decondensata i nucleosomi impacchettati formano anse spiralate tenute insieme dalle Pt. Dell impalcatura (non istoniche) Nella cromatina decondensata i nucleosomi impacchettati formano anse spiralate tenute insieme dalle Pt. Dell impalcatura (non istoniche) Nella cromatina condensata le anse interagiscono fra di loro per costituire i cromosomi metafasici Nella cromatina condensata le anse interagiscono fra di loro per costituire i cromosomi metafasici

7 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

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10 I cromosomi Tutte le cellule di un individuo di una data specie hanno un numero caratteristico di cromosomi (uomo=ulivo: 2N=46) Tutte le cellule di un individuo di una data specie hanno un numero caratteristico di cromosomi (uomo=ulivo: 2N=46) La peculiarità di ogni specie risiede tuttavia nel tipo di informazioni contenute nei geni La peculiarità di ogni specie risiede tuttavia nel tipo di informazioni contenute nei geni In genere le specie animali e vegetali hanno tra 8 e 50 cromosomi (felci: 1000) In genere le specie animali e vegetali hanno tra 8 e 50 cromosomi (felci: 1000)

11 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Il ciclo cellulare e la mitosi Ciclo cellulare: stadi attraverso cui una cellula passa da una divisione cellulare all altra Ciclo cellulare: stadi attraverso cui una cellula passa da una divisione cellulare all altra L indice mitotico (% di cellule che si divide) va da zero (cellule altamente differenziate che non sono più in grado di dividersi come quelle nervose) al 100% (cellule neoplastiche) L indice mitotico (% di cellule che si divide) va da zero (cellule altamente differenziate che non sono più in grado di dividersi come quelle nervose) al 100% (cellule neoplastiche) Il ciclo cellulare comprende: l interfase (G1,S,G2) e la fase M Il ciclo cellulare comprende: l interfase (G1,S,G2) e la fase M La fase M è costituita dalla mitosi, durante la quale si duplica il nucleo, e la citocinesi, durante la quale si divide il citoplasma. Quest ultima può mancare e si avranno cellule multinucleate (es. megacarioblasti) La fase M è costituita dalla mitosi, durante la quale si duplica il nucleo, e la citocinesi, durante la quale si divide il citoplasma. Quest ultima può mancare e si avranno cellule multinucleate (es. megacarioblasti)

12 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

13 Interfase (I) E il periodo in cui non avviene la divisione cellulare, ma avviene la duplicazione dei cromosomi E il periodo in cui non avviene la divisione cellulare, ma avviene la duplicazione dei cromosomi Le cellule in grado di dividersi sono metabolicamente molto attive in interfase: sintesi di lipidi, Pt. Le cellule in grado di dividersi sono metabolicamente molto attive in interfase: sintesi di lipidi, Pt. Si distinguono fasi G1,S,G2 Si distinguono fasi G1,S,G2 La fase G1 (G= Gap= fase in cui non cè sintesi di DNA) è compresa fra la mitosi e la fase S La fase G1 (G= Gap= fase in cui non cè sintesi di DNA) è compresa fra la mitosi e la fase S Alla fine di G1 si sintetizzano enzimi e Pt. necessari alla duplicazione del DNA e alla divisione cellulare Alla fine di G1 si sintetizzano enzimi e Pt. necessari alla duplicazione del DNA e alla divisione cellulare Le cellule che non si dividono sono in questa fase del ciclo (allo stato G0) Le cellule che non si dividono sono in questa fase del ciclo (allo stato G0)

14 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Interfase (II) Segue la fase S, in cui si replicano il DNA e gli istoni Segue la fase S, in cui si replicano il DNA e gli istoni Quindi la fase G2, altra fase di intervallo in cui si sintetizzano altre Pt. necessarie alla divisione cellulare Quindi la fase G2, altra fase di intervallo in cui si sintetizzano altre Pt. necessarie alla divisione cellulare

15 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 La divisione nucleare:Mitosi Si possono distinguere: Si possono distinguere: 1. PROFASE 2. METAFASE 3. ANAFASE 4. TELOFASE

16 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

17 PROFASE (I) Si comincia la compattazione dei cromosomi per intervento delle condensine(pt.) con consumo di ATP Si comincia la compattazione dei cromosomi per intervento delle condensine(pt.) con consumo di ATP I cromosomi sono dicromatidici, fatti da 2 cromatidi fratelli (duplicati in fase S), associati a livello del centromero I cromosomi sono dicromatidici, fatti da 2 cromatidi fratelli (duplicati in fase S), associati a livello del centromero Al centromero si associa il cinetocore, struttura proteica a cui si legano i microtubuli Al centromero si associa il cinetocore, struttura proteica a cui si legano i microtubuli

18 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

19 I microtubuli dai poli vanno verso i cromosomi formando il fuso mitotico I microtubuli dai poli vanno verso i cromosomi formando il fuso mitotico Ai poli della cellula si trova il Centro Organizzatore dei Microtubuli (MTOC) costituito da materiale denso fibrillare nelle cellule vegetali, e da una coppia di centrioli immersi nella sostanza pericentriolare (che è quella su cui teminano i microtubuli) nelle cellule animali Ai poli della cellula si trova il Centro Organizzatore dei Microtubuli (MTOC) costituito da materiale denso fibrillare nelle cellule vegetali, e da una coppia di centrioli immersi nella sostanza pericentriolare (che è quella su cui teminano i microtubuli) nelle cellule animali

20 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 PROFASE (II) I centrioli e la sostanza pericentriolare si duplicano in interfase cosicchè si avranno due coppie di centrioli I centrioli e la sostanza pericentriolare si duplicano in interfase cosicchè si avranno due coppie di centrioli Nella tarda profase si formano gli aster, fasci di microtubuli che si irradiano della sostanza pericentriolare che vanno a costituire i due poli del fuso mitotico Nella tarda profase si formano gli aster, fasci di microtubuli che si irradiano della sostanza pericentriolare che vanno a costituire i due poli del fuso mitotico Il nucleolo scompare Il nucleolo scompare L involucro nucleare si frammenta L involucro nucleare si frammenta I cromatidi fratelli si attaccano al fuso tramite il cinetocore I cromatidi fratelli si attaccano al fuso tramite il cinetocore I cromosomi sono costituiti da cromatidi fratelli associati a livello del centromero I cromosomi sono costituiti da cromatidi fratelli associati a livello del centromero

21 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

22 Metafase I cromatidi sono condensati e ben distinguibili per lo studio del cariotipo I cromatidi sono condensati e ben distinguibili per lo studio del cariotipo I cromosomi si allineano sul piano equatoriale (piastra metafasica) I cromosomi si allineano sul piano equatoriale (piastra metafasica) Ognuno dei cromatidi fratelli di ciascun cromosoma si lega ai microtubuli del cinetocore (fibre cromosomiche del fuso) dei due poli opposti Ognuno dei cromatidi fratelli di ciascun cromosoma si lega ai microtubuli del cinetocore (fibre cromosomiche del fuso) dei due poli opposti

23 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Anafase I cromatidi fratelli si separano in corrispondenza dei centromeri I cromatidi fratelli si separano in corrispondenza dei centromeri I cromosomi disgiunti migrano ai poli opposti usando i microtubuli del fuso come binari I cromosomi disgiunti migrano ai poli opposti usando i microtubuli del fuso come binari I cinetocori sono ancora attaccati ai microtubuli dei cinetocori I cinetocori sono ancora attaccati ai microtubuli dei cinetocori Meccanismo di movimento dei cromosomi in anafase: ??? Sono coinvolti il dinamismo dei microtubuli (le subunità di tubulina vengono aggiunte all estremità più e rimosse all estremità meno), e le proteine motrici (chinesina e dineina) Meccanismo di movimento dei cromosomi in anafase: ??? Sono coinvolti il dinamismo dei microtubuli (le subunità di tubulina vengono aggiunte all estremità più e rimosse all estremità meno), e le proteine motrici (chinesina e dineina)

24 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Telofase I cromosomi monocromatidici arrivano ai poli e si decondensano despiralizzandosi I cromosomi monocromatidici arrivano ai poli e si decondensano despiralizzandosi Si formano gli involucri nucleari da vescicole che derivano dal vecchio involucro Si formano gli involucri nucleari da vescicole che derivano dal vecchio involucro I microtubuli del fuso scompaiono I microtubuli del fuso scompaiono Ricompaiono i nucleoli Ricompaiono i nucleoli

25 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Citocinesi La divisione del citoplasma comincia in telofase La divisione del citoplasma comincia in telofase Nelle cellule animali un anello di microfilamenti di actina associati alla membrana si dispone all equatore, perpendicolarmente al fuso. Per contrazione si forma il solco di divisione Nelle cellule animali un anello di microfilamenti di actina associati alla membrana si dispone all equatore, perpendicolarmente al fuso. Per contrazione si forma il solco di divisione Nelle cellule vegetali si forma un setto nella regione equatoriale del fuso che cresce verso la parete (piastra cellulare). E costituita da vescicole del Golgi che contengono i costituenti della lamella mediana e della parete primaria, le cui membrane formano le membrane delle cellule figlie Nelle cellule vegetali si forma un setto nella regione equatoriale del fuso che cresce verso la parete (piastra cellulare). E costituita da vescicole del Golgi che contengono i costituenti della lamella mediana e della parete primaria, le cui membrane formano le membrane delle cellule figlie

26 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

27 Le cellule figlie Durante la mitosi vengono assicurati alle due cellule figlie lo stesso numero e tipo di cromosomi della cellula madre Durante la mitosi vengono assicurati alle due cellule figlie lo stesso numero e tipo di cromosomi della cellula madre Gli organuli vengono divisi a metà Gli organuli vengono divisi a metà Mitocondri e Cloroplasti (che hanno un loro DNA) si duplicano per divisione non mitotica (come i batteri) durante l interfase Mitocondri e Cloroplasti (che hanno un loro DNA) si duplicano per divisione non mitotica (come i batteri) durante l interfase

28 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Regolazione del ciclo cellulare La lunghezza del ciclo cellulare è costante per ogni tipo di cellula ed è strettamente regolata La lunghezza del ciclo cellulare è costante per ogni tipo di cellula ed è strettamente regolata Le molecole che regolano il ciclo cellulare sono conservate in tutti gli eucarioti Le molecole che regolano il ciclo cellulare sono conservate in tutti gli eucarioti IL programma di regolazione presenta dei punti di controllo che impediscono ad es. che vada incontro a mitosi una cellula con DNA danneggiato IL programma di regolazione presenta dei punti di controllo che impediscono ad es. che vada incontro a mitosi una cellula con DNA danneggiato

29 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Le chinasi ciclina-dipendenti CdK (I) Regolano il ciclo cellulare fosforilando proteine che vengono attivate o disattivate Regolano il ciclo cellulare fosforilando proteine che vengono attivate o disattivate Sono costitutive, ma sono attive solo quando sono presenti le specifiche cicline, Pt. prodotte ciclicamente durante le fasi del ciclo cellulare Sono costitutive, ma sono attive solo quando sono presenti le specifiche cicline, Pt. prodotte ciclicamente durante le fasi del ciclo cellulare

30 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Il ruolo delle cicline Le cicline sono una famiglia di proteine prive di attività enzimatica che agiscono su chinasi ciclino- dipendenti e inducono il passaggio attraverso le varie fasi del ciclo cellulare Le cicline sono una famiglia di proteine prive di attività enzimatica che agiscono su chinasi ciclino- dipendenti e inducono il passaggio attraverso le varie fasi del ciclo cellulare G0G0 G1G1 SG2G2 M Ciclina D E A B

31 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

32 Le chinasi ciclina-dipendenti CdK (II) Le cellule eucariotiche formano 4 principali complessi ciclina-CdK Le cellule eucariotiche formano 4 principali complessi ciclina-CdK G1-CdK: promuove il passaggio della cellula dalla fase G1 alla fase S (Ciclina D) G1-CdK: promuove il passaggio della cellula dalla fase G1 alla fase S (Ciclina D) G1/S-CdK: prepara la cellula ad iniziare la replicazione del DNA (Ciclina E) G1/S-CdK: prepara la cellula ad iniziare la replicazione del DNA (Ciclina E) S-CdK: avvia la replicazione del DNA (CiclinaA) S-CdK: avvia la replicazione del DNA (CiclinaA) M-CdK: (Ciclina B) promuove la mitosi e attiva il complesso enzimatico che promuove l anafase (APC) alla fine della metafase. L APC degrada le Pt. Che tengono uniti i cromatidi fratelli che si separano. Viene quindi degradata la ciclina, crolla l attività di M-CdK ed il fuso si disassembla M-CdK: (Ciclina B) promuove la mitosi e attiva il complesso enzimatico che promuove l anafase (APC) alla fine della metafase. L APC degrada le Pt. Che tengono uniti i cromatidi fratelli che si separano. Viene quindi degradata la ciclina, crolla l attività di M-CdK ed il fuso si disassembla

33 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

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36 Molecole in grado di agire sul ciclo cellulare Gli antiblastici: possono interferire con la replicazione del DNA, con la sintesi di Pt. di controllo del ciclo, con la formazione del fuso mitotico Gli antiblastici: possono interferire con la replicazione del DNA, con la sintesi di Pt. di controllo del ciclo, con la formazione del fuso mitotico Ormoni vegetali (citochinine), o animali (steroidi), stimolano la mitosi Ormoni vegetali (citochinine), o animali (steroidi), stimolano la mitosi Fattori di crescita proteici inducono la formazione dei complessi CdK-G1 e stimolano la mitosi di cellule specifiche (eritropoietina) o di diversi tipi cellulari (fattore di crescita epidermico) Fattori di crescita proteici inducono la formazione dei complessi CdK-G1 e stimolano la mitosi di cellule specifiche (eritropoietina) o di diversi tipi cellulari (fattore di crescita epidermico)

37 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Riproduzione asessuata e sessuata Nella riproduzione asessuata, un singolo genitore origina due o più individui per scissione, gemmazione o frammentazione. Gli organismi derivati geneticamente identici, che hanno capacità di adattamento identiche a quelle del progenitore, costituiscono un clone Nella riproduzione asessuata, un singolo genitore origina due o più individui per scissione, gemmazione o frammentazione. Gli organismi derivati geneticamente identici, che hanno capacità di adattamento identiche a quelle del progenitore, costituiscono un clone Nella riproduzione sessuata, due cellule specializzate (gameti) provenienti da uno o due genitori, si uniscono formando lo zigote. Si ottiene variabilità genetica nella prole che è più o meno adatta a sopravvivere Nella riproduzione sessuata, due cellule specializzate (gameti) provenienti da uno o due genitori, si uniscono formando lo zigote. Si ottiene variabilità genetica nella prole che è più o meno adatta a sopravvivere

38 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Ploidia Le cellule somatiche contengono coppie di cromosomi omologhi, simili per dimensione, forma, posizione del centromero, bandeggio. Le cellule somatiche contengono coppie di cromosomi omologhi, simili per dimensione, forma, posizione del centromero, bandeggio. I cromosomi omologhi portano linformazione (anche diversa) per lo stesso carattere genetico I cromosomi omologhi portano linformazione (anche diversa) per lo stesso carattere genetico Cellula diploide (2n): contiene due serie di cromosomi omologhi Cellula aploide (n): contiene un solo cromosoma di ogni coppia di omologhi Cellula diploide (2n): contiene due serie di cromosomi omologhi Cellula aploide (n): contiene un solo cromosoma di ogni coppia di omologhi Cellula poliploide: contiene 3 o più serie di cromosomi omologhi (frequente nel piante) Cellula poliploide: contiene 3 o più serie di cromosomi omologhi (frequente nel piante) All atto della fecondazione, ogni gamete fornisce una serie aploide di cromosomi e si ottiene uno zigote (diploide) che produce altre cellule diploidi per mitosi All atto della fecondazione, ogni gamete fornisce una serie aploide di cromosomi e si ottiene uno zigote (diploide) che produce altre cellule diploidi per mitosi

39 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Meiosi (I) La mitosi di cellule dipliodi produce cellule dipliodi; la mitosi di cellule aploidi produce cellule aploidi La mitosi di cellule dipliodi produce cellule dipliodi; la mitosi di cellule aploidi produce cellule aploidi La meiosi è la divisione cellulare che dimezza il numero di cromosomi: per meiosi una cellula diploide produce 4 cellule aploidi La meiosi è la divisione cellulare che dimezza il numero di cromosomi: per meiosi una cellula diploide produce 4 cellule aploidi

40 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Meiosi (II) La meiosi prevede due divisioni nucleari e citoplasmatiche (prima e seconda divisione meiotica) che producono 4 cellule La meiosi prevede due divisioni nucleari e citoplasmatiche (prima e seconda divisione meiotica) che producono 4 cellule Ci sono due divisioni nucleari, ma il DNA si duplica solo nell interfase che precede la prima divisione meiotica Ci sono due divisioni nucleari, ma il DNA si duplica solo nell interfase che precede la prima divisione meiotica Ognuna delle 4 cellule figlie è aploide (una sola copia di ciascun cromosoma) Ognuna delle 4 cellule figlie è aploide (una sola copia di ciascun cromosoma) Le informazioni genetiche che provengono dai due genitori vengono mescolate e si ottengono cellule aploidi potenzialmente uniche Le informazioni genetiche che provengono dai due genitori vengono mescolate e si ottengono cellule aploidi potenzialmente uniche

41 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

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43 Profase I Durante la fase S premeiotica i Ch vengono duplicati (2 cromatidi) Durante la fase S premeiotica i Ch vengono duplicati (2 cromatidi) Nella profase I, quando i cromatidi sono ancora despiralizzati, si appaiano i Ch. Omologhi (materno e paterno). Nella profase I, quando i cromatidi sono ancora despiralizzati, si appaiano i Ch. Omologhi (materno e paterno). Si forma un complesso, la sinapsi che consta di 4 cromatidi (tetrade). Il numero di tetradi è n Si forma un complesso, la sinapsi che consta di 4 cromatidi (tetrade). Il numero di tetradi è n Durante la sinapsi i Ch omologhi appaiati si associano nel Complesso Sinaptinemale Durante la sinapsi i Ch omologhi appaiati si associano nel Complesso Sinaptinemale

44 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

45 Profase I Avvengono fenomeni di Crossing Over cromosomico, in cui i Ch omologhi appaiati si scambiano materiale genetico Avvengono fenomeni di Crossing Over cromosomico, in cui i Ch omologhi appaiati si scambiano materiale genetico Questo fenomeno di ricombinazione genetica aumenta la variabilità genetica della progenie Questo fenomeno di ricombinazione genetica aumenta la variabilità genetica della progenie Si forma il fuso mitotico e, nelle cellule animali, le coppie di centrioli migrano ai due poli formando l aster Si forma il fuso mitotico e, nelle cellule animali, le coppie di centrioli migrano ai due poli formando l aster In tarda profase I scompare l involucro nucleare, i cromatidi fratelli sono ancora associati mentre i centromeri e i cinetocori si separano In tarda profase I scompare l involucro nucleare, i cromatidi fratelli sono ancora associati mentre i centromeri e i cinetocori si separano I Ch omologhi restano uniti solo a livello dei chiasmi, in corrispondenza dei Crossing Over dei cromatidi omologhi I Ch omologhi restano uniti solo a livello dei chiasmi, in corrispondenza dei Crossing Over dei cromatidi omologhi

46 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9

47 Metafase I e Anafase I Metafase I: le tetradi si allineano all equatore. I cinetocori di un cromosoma sono connessi ad un polo, quelli dell omologo al polo opposto Metafase I: le tetradi si allineano all equatore. I cinetocori di un cromosoma sono connessi ad un polo, quelli dell omologo al polo opposto Anafase I: i cromosomi omologhi di ogni coppia si separano e migrano ai poli opposti. Ogni polo riceve un solo cromosoma (materno o paterno) di ogni tipo. I cromatidi fratelli sono uniti al centromero Anafase I: i cromosomi omologhi di ogni coppia si separano e migrano ai poli opposti. Ogni polo riceve un solo cromosoma (materno o paterno) di ogni tipo. I cromatidi fratelli sono uniti al centromero

48 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Telofase I I cromatidi si decondensano, l involucro nucleare si riorganizza, avviene la citocinesi I cromatidi si decondensano, l involucro nucleare si riorganizza, avviene la citocinesi Il nucleo ha un numero aploide di cromosomi duplicati (costituiti da una coppia di cromatidi) Il nucleo ha un numero aploide di cromosomi duplicati (costituiti da una coppia di cromatidi) Segue l intercinesi, priva di fase S (non c è duplicazione cromosomica) Segue l intercinesi, priva di fase S (non c è duplicazione cromosomica)

49 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Seconda meiosi Profase II: i cromosomi si condensano di nuovo Profase II: i cromosomi si condensano di nuovo Metafase II: i cromosomi dicromatidici si allineano in piastra equatoriale Metafase II: i cromosomi dicromatidici si allineano in piastra equatoriale Anafase II: i cromatidi (= cromosomi) attaccati tramite il cinetocore alle fibre del fuso, migrano ai poli opposti Anafase II: i cromatidi (= cromosomi) attaccati tramite il cinetocore alle fibre del fuso, migrano ai poli opposti Telofase II: ad ogni polo si trova un solo cromosoma omologo che è monocromatidico. Si forma l involucro nucleare, i cromosomi e la cromatina si despiralizzano e si ha la citocinesi Telofase II: ad ogni polo si trova un solo cromosoma omologo che è monocromatidico. Si forma l involucro nucleare, i cromosomi e la cromatina si despiralizzano e si ha la citocinesi

50 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Meiosi : risultati La prima e la seconda meiosi producono da una cellula diploide, 4 cellule aploidi La prima e la seconda meiosi producono da una cellula diploide, 4 cellule aploidi Queste cellule hanno diversa combinazione di geni perché: Queste cellule hanno diversa combinazione di geni perché: 1. I cromosomi materni e paterni sono mescolati e si dispongono ai due poli casualmente (anafase I) 2. I cromosomi omologhi materni e paterni si scambiano materiale durante i crossing over (profase I)

51 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Mitosi e meiosi Mitosi: singola divisione durante la quale si disgiungono i cromatidi fratelli. Si ottengono due cellule diploidi identiche Mitosi: singola divisione durante la quale si disgiungono i cromatidi fratelli. Si ottengono due cellule diploidi identiche Meiosi: due divisioni. Nella prima si separano i cromosomi omologhi, nella seconda i cromatidi fratelli. Si ottengono 4 cellule aploidi differenti Meiosi: due divisioni. Nella prima si separano i cromosomi omologhi, nella seconda i cromatidi fratelli. Si ottengono 4 cellule aploidi differenti

52 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Gametogenesi Negli animali le cellule somatiche (diploidi) si moltiplicano per mitosi. Le cellule della linea germinale subiscono meiosi e formano i gameti (gametogenesi) Negli animali le cellule somatiche (diploidi) si moltiplicano per mitosi. Le cellule della linea germinale subiscono meiosi e formano i gameti (gametogenesi) La spermatogenesi porta a 4 spermatozoi per ogni cellula germinale che va in meiosi La spermatogenesi porta a 4 spermatozoi per ogni cellula germinale che va in meiosi La ovogenesi porta ad una cellula uovo per ogni cellula germinale che va in meiosi. Alla fine della prima meiosi viene mantenuto un solo nucleo, mentre l altro costituisce il primo globulo polare che poi degenera; alla fine della seconda meiosi si forma un secondo globulo polare ed una sola cellula uovo ricca di citoplasma ed organuli La ovogenesi porta ad una cellula uovo per ogni cellula germinale che va in meiosi. Alla fine della prima meiosi viene mantenuto un solo nucleo, mentre l altro costituisce il primo globulo polare che poi degenera; alla fine della seconda meiosi si forma un secondo globulo polare ed una sola cellula uovo ricca di citoplasma ed organuli

53 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9 Cicli vitali Negli animali la meiosi precede immediatamente la gametogenesi Negli animali la meiosi precede immediatamente la gametogenesi Funghi e alghe rimangono aploidi per quasi tutto il corso della vita (cellule aploidi per mitosi formano cellule aploidi). Due gameti aploidi formano lo zigote diploide che va incontro a meiosi Funghi e alghe rimangono aploidi per quasi tutto il corso della vita (cellule aploidi per mitosi formano cellule aploidi). Due gameti aploidi formano lo zigote diploide che va incontro a meiosi Molte piante alternano una generazione sporofitica (diploide multicellulare), ad una generazione gametofitica (aploide multicellulare). Le cellule sporofitiche (2n) per meiosi producono spore aploidi che per mitosi originano un gametofito (n). I gametofiti per mitosi formano gameti (n) che si fondono in uno zigote (2n) che per mitosi origina lo sporofito Molte piante alternano una generazione sporofitica (diploide multicellulare), ad una generazione gametofitica (aploide multicellulare). Le cellule sporofitiche (2n) per meiosi producono spore aploidi che per mitosi originano un gametofito (n). I gametofiti per mitosi formano gameti (n) che si fondono in uno zigote (2n) che per mitosi origina lo sporofito

54 Martini – Fondamenti di Anatomia e Fisiologia – Capitolo 9


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