MEIOSI

LA MITOSI E’ UN PROCESSO CONSERVATIVO LA MEIOSI GENERA LE DIVERSITA’

MEIOSI Gli organismi superiori si riproducono mediante l’unione di due cellule sessuali specializzate, i gameti (aploidi) che si uniscono a formare un’unica cellula chiamata zigote (diploide). I gameti sono prodotti nelle gonadi (testicolo e ovaio) a partire dalle cellule germinali Se i gameti (cellule uovo e spermatozoi) avessero lo stesso numero di cromosomi delle cellule del genitore che lo produce, allora lo zigote avrebbe un n° doppio di cromosomi e questo raddoppiamento si verificherebbe ad ogni generazione. Il mantenimento di un numero costante di cromosomi è assicurato mediante un tipo particolare di divisione cellulare “riduzionale” chiamato meiosi.

MEIOSI Processo di divisione cellulare che porta alla produzione di cellule aploidi. Il materiale cromosomico si raddoppia una volta e la cellula si divide due volte. E’ un processo fondamentale per garantire la conservazione dello stesso numero di cromosomi all’interno di ogni specie. Meiosi: un processo mediante il quale una cellula eucariotica con corredo cromosomico diploide (2n) dà origine a quattro cellule con corredo cromosomico aploide(n) Mitosi: da cellule somatiche si ha la formazione di 2 cellule diploidi con corredo genetico identico.

Nella MEIOSI avvengono due round di divisione cellulare Il termine meiosi significa infatti “rendere più piccolo”, in riferimento al fatto che il numero dei cromosomi viene dimezzato. Durante la meiosi una cellula diploide va incontro a 2 divisioni cellulari, producendo potenzialmente 4 cellule aploidi. Meiosi 1: i membri di ogni coppia di cromosomi omologhi prima si uniscono, poi si separano e vengono distribuiti in nuclei distinti. Meiosi 2: i cromatidi che costituiscono ciascun cromosoma omologo si separano e vengono distribuiti ai nuclei delle cellule figlie

Prima divisione meiotica o meiosi I (fase Riduzionale) Fasi della MEIOSI Ad una duplicazione del materiale genetico, che avviene in interfase nella fase S, corrispondono due divisioni nucleari: Prima divisione meiotica o meiosi I (fase Riduzionale) Seconda divisione meiotica o meiosi II (fase Equazionale)

Eventi importanti nella Profase della MEIOSI I: 3 eventi chiave nella MEIOSI I Appaiamento dei cromosomi omologhi duplicati (SINAPSI) Scambio di materiali genetico tra cromosomi omologhi (CROSSING OVER) Distribuzione degli omologhi nelle cellule figlie (ASSORTIMENTO INDIPENDENTE)

Eventi importanti nella Profase della MEIOSI I: SINAPSI Durante la profase della meiosi I i cromosomi omologhi duplicati si appaiano fra di loro I cromosomi omologhi si avvicinano e si allineano lateralmente: essi sono in sinapsi, che significa «uniti insieme». ( a differenza della mitosi dove gli omologhi non si appaiano) Poiché ciascun omologo ha due cromosomi fratelli, nella sinapsi quattro cromosomi si trovano a stretto contatto; tale gruppo si chiama tetrade Il complesso sinaptonemale è una struttura simile ad una scala a pioli di natura proteica a cui si associano le fibre dei cromosomi omologhi

Eventi importanti nella Profase della MEIOSI I: Crossing over Durante questo appaiamento i cromosomi omologhi vanno incontro al processo di ricombinazione o crossing-over, cioè si scambiano dei tratti di DNA attraverso la formazione di chiasmi Scambio tra cromosomi omologhi, materni e paterni, determinano nuove combinazioni di geni materni e paterni. Al termine del crossing over, ciascun cromosoma avrà cromatidi che presentano nuove combinazioni di alleli

Eventi importanti nella Profase della MEIOSI I: Crossing over Come avviene il crossing over? Nelle regioni in cui si verifica il crossing over vengono spezzati dei cromatidi di un omologo e questi segmenti vengono scambiati con le porzioni corrispondenti dei cromatidi dell'altro omologo. I cromatidi di ogni omologo non contengono più un materiale genetico identico: il cromosoma di origine materna ora contiene porzioni del cromosoma omologo di origine paterna, e viceversa. Come risultato, il figlio eredita una mescolanza casuale degli alleli dei due genitori per i diversi caratteri.

Crossing over La divisione meiotica è una fonte importante di variazione genetica. Scompaginando l’assetto genetico dei cromosomi nei gameti, il crossing-over contribuisce all’emergere di nuovi assortimenti genici

Eventi importanti nella Profase della MEIOSI I: Assortimento indipendente Durante l’anafase della I divisione meiotica avviene la separazione dei cromosomi omologhi, ciascuno formato da due cromatidi Cromosomi diversi si separano in maniera indipendente Si hanno così 2^N (N= n. cromosomi) = 2^23 più di 8 milioni di combinazioni cromosomiche possibili e di tipi di gameti che possono essere prodotti a partire da una singola cellula Crossing over + assortimento indipendente  variabilità genetica

Fasi della MEIOSI I La meiosi I è definita divisione riduzionale poiché i due cromosomi omologhi si dividono e ogni cellula figlia riceverà un solo cromosoma. In questa fase la cellula madre diploide darà due figlie aploidi Si differenzia dalla mitosi poichè in questa sono i due cromatidi che si separano

Differenze tra MEIOSI I e mitosi

La profase I è molto lunga e viene suddivisa in diversi stadi Eventi nella PROFASE I La profase I è molto lunga e viene suddivisa in diversi stadi leptotene: comparsa dei cromosomi sotto forma di lunghi filamenti singoli e sottili (da lepto, che significa “sottile”); zigotene (da zygotos, ossia “unito assieme”): appaiamento dei cromosomi omologhi (sinapsi); pachitene: accorciamento e ispessimento dei cromosomi (da pachys, cioè spesso); le coppie di cromosomi vengono definite bivalenti; diplotene: sdoppiamento dei cromosomi in cromatidi, con formazione delle tetradi; i cromatidi omologhi si scambiano porzioni di DNA (crossing-over) incrociandosi in punti detti chiasmi; diacinesi: scomparsa del nucleolo e della membrana nucleare e formazione del fuso; la diacinesi corrisponde alla prometafase

Fasi della MEIOSI I: RIASSUNTO Profase: la cromatina si condensa formando i cromosomi metafasici i cromosomi omologhi si appaiano lungo tutta la loro lunghezza formando delle strutture dette tetradi. Quindi cominciano ad allontanarsi rimanendo uniti in punti detti chiasmi. A livello di questi chiasmi avviene il crossing-over ⇒ scambio di materiale genetico tra cromosomi omologhi. Il crossing-over aumenta la variabilità genetica, ricombinando casualmente il materiale genetico. Sempre in questa fase si dissolve la membrana nucleare, i centrioli migrano ai poli e iniziano a formare il fuso. Metafase: le tetradi si allineano in piastra equatoriale longitudinalmente ⇒ i centromeri si fissano al fuso e gli interi cromosomi migrano ai poli della cellula. Anafase: si completa la migrazione dei cromosomi. Telofase: avviene la divisione delle 2 cellule e la riformazione della membrana nucleare. Al termine della meiosi I si sono formate 2 cellule aploidi.

MEIOSI II E’ sostanzialmente uguale alla mitosi, ma con un corredo cromosomico dimezzato. Inoltre la profase è molto più rapida perché la cromatina è già spiralizzata. Alla fine della meiosi II si formano 4 cellule figlie, tutte diverse tra loro e aploidi, cioè con un patrimonio genetico dimezzato rispetto alla cellula madre. VIDEO 6

PUNTI IMPORTANTI da ricordare NELLA MEIOSI: 1.  Produzione di cellule aploidi 2. CROSSING-OVER: nella profase I durante l’appaiamento tra i cromosomi omologhi (tetradi) può avvenire uno scambio reciproco di parti tra cromosomi omologhi 3. ASSORTIMENTO CASUALE dei cromosomi omologhi (I divisione) e dei cromatidi fratelli (II divisione) con formazione di nuove combinazioni. All’anafase I gli omologhi si disgiungono e migrano ai due poli della cellula in modo indipendente per ogni paio, allo stesso modo si comportano i cromatidi fratelli all’anafase II  1+2  RIMESCOLAMENTO DEL PATRIMONIO GENETICO

I processi di base della meiosi sono simili a quelli della mitosi, ma presentano 4 importanti differenze: 1. La meiosi comporta 2 successive divisioni nucleari e citoplasmatiche con potenziale produzione di 4 cellule. 2. Nonostante le due divisioni il DNA subiscono una sola duplicazione durante l’interfase che precede la div. meiotica 3. Ognuna delle 4 cellule prodotte contiene un n° aploide di cromosomi, cioè solo 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 possiede una combinazione di geni potenzialmente unica.

Riassunto: IL NUMERO DEI CROMOSOMI E’ CARATTERISTICO DI CIASCUNA SPECIE. NELL’UOMO 46 CROMOSOMI DIVISI IN COPPIE DI OMOLOGHI : CORREDO CROMOSOMICO DIPLOIDE OGNI COPPIA DI CROMOSOMI CONTIENE UN CROMOSOMA DI ORIGINE PATERNA E UN CROMOSOMA DI ORIGINE MATERNA PRODUZIONE DI CELLULE APLOIDI  GAMETI (SPERMATOZOI E CELLULE UOVO) LA FUSIONE DI 2 GAMETI (APLOIDI) DURANTE LA FECONDAZIONE PORTA ALLA FORMAZIONE DI UN NUOVO INDIVIDUO (DIPLOIDE) DETTO ZIGOTE I GAMETI SONO PRODOTTI NELLE GONADI (TESTICOLO, OVAIO) A PARTIRE DALLE CELLULE GERMINALI TRAMITE UNA DIVISIONE CELLULARE RIDUZIONALE: MEIOSI TUTTE LE ALTRE CELLULE DELL’ORGANISMO SONO DETTE CELLULE SOMATICHE, SONO DIPLOIDI E SI DIVIDONO TRAMITE UNA DIVISIONE CELLULARE: MITOSI