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Il nuovo Invito alla biologia.blu 13/11/11 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia.blu 2 2 2

e la riproduzione cellulare 13/11/11 Capitolo A8 La divisione e la riproduzione cellulare 3 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 3 3

La divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti 13/11/11 Lezione 1 La divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti 4 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 4 4

La divisione cellulare 13/11/11 La divisione cellulare La divisione cellulare è il processo grazie al quale una cellula si divide dando origine a due cellule figlie identiche alla cellula madre. Permette agli organismi di crescere e di sostituire le cellule danneggiate o invecchiate. 5 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 5 5

La scissione binaria nei procarioti 13/11/11 La scissione binaria nei procarioti Nei procarioti la divisione cellulare è chiamata scissione binaria: la cellula cresce di dimensioni, duplica il proprio DNA e poi si divide, producendo due nuove cellule identiche alla cellula madre. 6 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 6 6

nelle cellule eucariotiche 13/11/11 Lezione 2 La mitosi nelle cellule eucariotiche 7 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 7 7

13/11/11 Il ciclo cellulare /1 Il ciclo cellulare è l’insieme degli eventi compresi tra la formazione di una cellula e la sua divisione in due cellule figlie. Comprende due grandi stadi: interfase e fase mitotica. L’interfase è suddivisa in: sottofase G1; sottofase S; sottofase G2. La fase mitotica è la divisione della cellula e comprende: mitosi; citodieresi. 8 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 8 8

13/11/11 Il ciclo cellulare /2 9 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 9 9

Il controllo del ciclo cellulare 13/11/11 Il controllo del ciclo cellulare Il passaggio tra una fase e l’altra del ciclo cellulare dipende dall’attivazione di alcuni enzimi chiamati Cdk (chinasi ciclina-dipendente). Questi enzimi formano il complesso ciclina-Cdk, che funziona da “posto di blocco” per il ciclo cellulare. 10 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 10 10

La spiralizzazione del DNA 13/11/11 La spiralizzazione del DNA La spiralizzazione del DNA è una serie di ripiegamenti della molecola, che si avvolge su se stessa grazie all’azione di proteine chiamate istoni. 11 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 11 11

La duplicazione del DNA 13/11/11 La duplicazione del DNA Il grado di spiralizzazione del DNA cambia durante il ciclo cellulare. Sottofase G1: DNA sotto forma di cromatina, poco spiralizzato. Sottofase S: si duplica il DNA. Inizio fase M: DNA si spiralizza e forma cromosomi, ciascuno formato da due cromatidi fratelli. 12 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 12 12

Le fasi della mitosi /1 La mitosi comprende cinque fasi: 13/11/11 Le fasi della mitosi /1 La mitosi comprende cinque fasi: profase (condensazione dei cromosomi e formazione del fuso mitotico); prometafase (scomparsa della membrana nucleare); metafase (allineamento dei cromosomi sul piano equatoriale); anafase (separazione dei due cromatidi fratelli); telofase (formazione di due nuove membrane nucleari). 13 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 13 13

Le fasi della mitosi /2 14 13/11/11 14 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 14 14

Le fasi della mitosi /3 15 13/11/11 15 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 15 15

13/11/11 La citodieresi La citodieresi è il processo di suddivisione del citoplasma e degli organuli tra le due nuove cellule. Ha inizio verso la fine della telofase. 16 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 16 16

La riproduzione asessuata 13/11/11 La riproduzione asessuata La riproduzione asessuata avviene per mitosi e produce figli geneticamente identici ai genitori. Gemmazione nei lieviti Gemmazione nell’anemone di mare 17 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 17 17

e la riproduzione sessuata 13/11/11 Lezione 3 La meiosi e la riproduzione sessuata 18 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 18 18

La riproduzione sessuata 13/11/11 La riproduzione sessuata La riproduzione sessuata produce organismi geneticamente diversi dai genitori, che derivano dall’unione di due gameti. La riproduzione sessuata prevede sempre due eventi: meiosi; fecondazione. 19 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 19 19

13/11/11 I gameti Ogni cellula somatica umana possiede 23 coppie di cromosomi omologhi. I gameti contengono una serie singola di cromosomi (sono aploidi). 20 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 20 20

13/11/11 Le meiosi Il processo di meiosi consiste in due divisioni successive, che dimezzano il numero di cromosomi generando quattro nuclei aploidi. Le due divisioni sono chiamate: meiosi I; meiosi II. 21 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 21 21

Le fasi della meiosi: meiosi I 13/11/11 Le fasi della meiosi: meiosi I Profase I iniziale Profase I intermedia Tarda profase I – Prometafase Metafase I Anafase I Telofase I 22 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 22 22

Le fasi della meiosi: meiosi II 13/11/11 Le fasi della meiosi: meiosi II Profase II Metafase II Anafase II Telofase I 23 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 23 23

13/11/11 Il crossing over Durante la profase I, può avvenire il crossing over, cioè lo scambio di segmenti di DNA corrispondenti tra cromatidi appartenenti a cromosomi omologhi. Lo scambio di materiale genetico dà origine a cromosomi geneticamente diversi, e quindi aumenta la variabilità genetica. 24 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 24 24

13/11/11 La gametogenesi La produzione di gameti, o gametogenesi, è diversa nel maschio (spermatogenesi) e nella femmina (oogenesi). 25 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 25 25

La variabilità genetica 13/11/11 La variabilità genetica La riproduzione sessuata induce variabilità intraspecifica tra gli organismi di una specie grazie all’assortimento indipendente dei cromosomi omologhi, al crossing over e alla fecondazione. 26 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 26 26

e gli errori nella meiosi 13/11/11 Lezione 4 Il cariotipo e gli errori nella meiosi 27 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 27 27

13/11/11 Il cariotipo Il cariotipo è la rappresentazione dei cromosomi di un individuo. Mostra il numero, la forma e le dimensioni dei suoi cromosomi. 28 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 28 28

Anomalie cromosomiche 13/11/11 Anomalie cromosomiche Durante la meiosi possono avvenire errori che causano anomalie nel numero o nella struttura degli autosomi o dei cromosomi sessuali. La non-disgiunzione porta alla produzione di gameti con uno o più cromosomi in eccesso e di altri con uno o più cromosomi in difetto. La sindrome di Down è una condizione dovuta alla presenza di 3 copie del cromosoma 21. 29 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 29 29