Riproduzione Sessuata O gametica I gameti, o cellule germinali, sono cellule specializzate per la riproduzione, prodotte da individui di sesso diverso. Il gamete maschile si fonde con quello femminile in un processo detto Fecondazione. Dall’unione dei 2 gameti si origina lo Zigote, la prima cellula del nuovo organismo, da essa deriveranno, per divisioni mitotiche, tutte le cellule del nuovo organismo.

Nella riproduzione sessuata aumenta la variabilità genetica, La fusione dei 2 gameti implica l’unione dei corredi cromosomici di origini diverse, per questo gli individui figli sono diversi dai genitori e diversi tra loro. Nella riproduzione sessuata aumenta la variabilità genetica, cosa che non avviene nella riproduzione agamica.

Cellule Aploidi cellule Diploidi Che differenza c’è tra le cellule somatiche e le cellule germinali? Le cellule somatiche sono cellule diploidi, possiedono cioè una doppia serie di cromosomi Ogni cromosoma è costituito da una coppia di omologhi provenienti ciascuno da un genitore. L’assetto genetico diploide è indicato come 2n. I Gameti sono aploidi, possiedono una unica serie di cromosomi ed il loro assetto genetico è detto n, la metà rispetto alle cellule somatiche. Il meccanismo che permette di creare cellule n da cellule 2n è detto Meiosi La Meiosi avviene in organi specializzati, le gonadi

La Meiosi Da una cellula 2n che raddoppia il proprio genoma a 4n tramite 2 divisioni cellulari successive si ottengono 4 cellule figlie n. Ciascuna divisione meiotica è articolata i verie fasi: Meiosi I: Profase I-Metafase I- Anafase I- Telofase I; Meiosi II: Profase II -Metafase II- Anafase II- Telofase II

Profase I: (n. b. il genoma è stato duplicato, l’assetto cellulare è 4n) la cromatina si condensa, diventano visibili i cromosomi, e il fuso mitotico, scompaiono membrana nucleare e nucleoli. I cromosomi omologhi (ciascuno formato da 2 cromatidi fratelli) di ogni coppia si avvicinano e si appaiano, Formando una struttura detta tetrade (la tetrade contiene 4 cromatidi) A questo punto può verificarsi un fenomeno caratteristico ed esclusivo della meiosi, il crossing over. Il crossing over avviene tra 2 cromatidi non fratelli di una stessa coppia di cromosomi omologhi.

Nel crossing over si ha l’avvicinamento di 2 cromatidi e lo scambio di parti del cromatide stesso, con la formazione di una struttura detta chiasma. Lo scambio tra cromatidi non comporta perdita o guadagno di materiale genetico, ma solo un riassortimento. I cromatidi che hanno subito crossing over sono detti ricombinanti, quelli che sono rimasti inalterati sono detti parentali.

Il crossing over permette il rimescolamento tra parti di cromosomi, questo processo di ricombinazione crea nuovi assortimenti tra geni materni e paterni, infatti i geni localizzati sullo stesso cromosoma possono essere separati dall’evento di crossing over, che costituisce una ulteriore fonte di variabilità genetica oltre a quella conferita dalla riproduzione sessuata.

Metafase I: le tetradi si allineano all’equatore della cellula ed ogni coppia di cromosomi si attacca ad una fibra del fuso Anafase I: i cromosomi omologhi di ogni coppia si separano e migrano ai poli opposti della cellula, trascinati dalle fibre del fuso. I cromatidi fratelli di ogni coppia sono ancora uniti a livello del centromero Telofase I: si verifica l’inverso di quanto avvenuto nella Profase I e la cellula si divide in due cellule figlie

Meiosi II praticamente una mitosi, soltanto che, non essendo preceduta da una duplicazione del patrimonio genetico, dimezza l’assetto genetico della cellula da 2n a n. Poiché ciascuna delle cellule che hanno subito la Meiosi I vanno incontro alla Meiosi II, alla fine del processo meiotico si hanno 4 cellule n.

Osservazioni conclusive: la Meiosi produce i gameti necessari alla riproduzione sessuata e causa un riassortimento nel genoma tra elementi paterni e materni. Differenze tra riproduzione sessuata e asessuata

hanno assetto cromosomico 2n, Le cellule somatiche hanno assetto cromosomico 2n, cioè ogni cromosoma è presente in doppia copia Cromosoma 1 Coppia di cromosomi 1 omologhi in una cellula somatica 2n

Mitosi A A’ A a A A’ Coppia di cromosomi omologhi in una cellula duplicazione segregazione Coppia di cromosomi omologhi in una cellula somatica 2n a a’ a a’ Assortimento cromosomico nelle 2 cellule figlie

Cromosomi ricombinanti Meiosi A A’ A A A’ a a’ duplicazione Crossing-over A A’ a a’ Tetrade a a a’ Coppia di cromosomi omologhi in una cellula 2n Cromosomi ricombinanti

Cromosomi ricombinanti Meiosi II a a’ a a’ a a’ Meiosi I Cromosomi ricombinanti Assortimento genetico nelle 2 cellule 2n Assortimento genetico nelle 4 cellule n

Mitosi C’è una fase S premitotica per ogni divisione cellulare Avviene nelle cellule somatiche dà 2 cellule figlie L’assetto cromosomico è costante Non avviene appaiamento di omologhi e crossing over C’è una fase S premitotica per ogni divisione cellulare I centromeri si dividono in anafase

Meiosi Crossing over Avviene nelle cellule del ciclo sessuale Due divisioni cellulari successive di una cellula producono 4 cellule figlie L’assetto cromosomico viene dimezzato Appaiamento dei cromosomi omologhi C’è una unica fase S premitotica per entrambe le divisioni cellulari Crossing over Anafase I si separano le coppie di omologhi Anafase II si separano i cromatidi fratelli A I A II

Mutazioni cromosomiche e genomiche Mutazioni genomiche: comportano perdita o acquisto di interi cromosomi, o addirittura dell'intero assetto. Se l'assetto raddoppia si ha la poliploidia, si ha aneuploidia se vengono persi od acquistati 1 o più cromosomi. Le mutazioni di questo tipo sono causate da eventi di non disgiunzione dei cromosomi o durante la Meiosi I, oppure dalla non disgiunzione dei cromatidi fratelli alla meiosi II. Si avranno gameti con una copia doppia di un cromosoma e gameti che ne saranno totalmente privi.

Mutazioni Cromosomiche: rotture di un singolo cromosoma. Quando un cromosoma si rompe un frammento può andare perduto (delezione) o attacarsi al cromosoma omologo (duplicazione) o ad un altro cromosoma non omologo (traslocazione) oppure attaccarsi al cromosoma originale ma in modo invertito di 180° (inversione)

Gametogenesi Processo di formazione dei gameti, avviene nelle gonadi. Negli animali i gameti maschili sono detti spermatozoi, quelli femminili cellule uovo. Il processo di formazione dei gameti maschili è la spermatogenesi N.B. Negli Spermatociti secondari 23 Negli Spermatidi 23

Il proceso di formazione delle cellule femminili è la oogenesi N.B. Negli Ovociti secondari 23 Negli Ovociti maturi 23