La trasmissione dell’informazione genetica

Due tipi di cellule Tutti gli organismi che si riproducono per via sessuata devono attuare l’alternanza di generazioni cellulari APLOIDE – DIPLOIDE La cellula diploide contiene due copie di tutta l’informazione genetica.

Il numero di cromosomi è tipico della specie Ogni specie possiede un numero tipico di cromosomi. Esso si indica con “n” nella cellula aploide. Le cellule diploidi contengono un numero 2n di cromosomi. Nell’uomo n = 23. Nelle cellule di questa presentazione, per semplificare, le cellule avranno n = 2.

I cromosomi omologhi L’informazione genetica, portata dal DNA, è strutturata sotto forma di cromosomi, il cui numero varia a seconda della specie. Nelle cellule diploidi, i due cromosomi che portano le informazioni per gli stessi caratteri si chiamano omologhi.

Le cellule nascono per divisione Lo zigote è la cellula che deriva dalla fecondazione, ossia dall’unione dei due GAMETI (ovulo + spermatozoo). Ogni altra cellula nasce da un’altra cellula, in seguito ad un processo di divisione. La divisione che dà origine a due cellule diploidi si chiama MITOSI. La divisione che dà origine a due cellule aploidi si chiama MEIOSI.

Perché sono necessari due tipi di cellule?

L’organizzazione del DNA Durante la vita della cellula i cromosomi (molecole di DNA), si trovano sotto forma di cromatina dispersa all’interno del nucleo cellulare. Il filamento è organizzato per mezzo di proteine, ma rimane accessibile agli enzimi della trascrizione (RNA-polimerasi) e alle proteine che controllano la trascrizione. Vedremo ora la forma di organizzazione del DNA nella cromatina: i nucleosomi.

I cromosomi durante la divisione cellulare La divisione cellulare richiede la formazione di strutture più compatte, in modo che la distribuzione del materiale genetico possa avvenire correttamente. La cromatina si organizza a vari livelli fino a formare dei corpuscoli visibili al microscopio.

Il DNA deve essere duplicato Prima di ogni divisione tutto il DNA viene duplicato (replicato), in modo che il cromosoma è formato dai due CROMATIDI: ciascun cromatidio rappresenta una delle due copie del DNA.

La duplicazione è semiconservativa La doppia elica del DNA si apre e ciascuno dei due filamenti serve da stampo per la sintesi di un nuovo filamento. In questo modo si ottengono due doppie eliche, ciascuna formata da un filamento originario ed uno di nuova sintesi: per questo il meccanismo di replicazione si dice semiconservativo.

Il ciclo cellulare Ogni cellula che si forma, attraversa una fase di intervallo (gap) G1. Questa fase corrisponde alla vita attiva della cellula. Nel caso la cellula sia destinata alla divisione, essa sintetizza il nuovo DNA (fase S), ed entra in divisione dopo un intervallo (G2).

La mitosi genera cellule diploidi La mitosi, o divisione conservativa, parte da una cellula diploide e produce due cellule diploidi. La maggior parte delle cellule si forma per mitosi, queste cellule si chiamano somatiche. Ora osserviamo le varie fasi della mitosi.

Con la meiosi si ottengono le cellule aploidi La meiosi, o divisione riduzionale, parte da una cellula diploide per generare quattro cellule aploidi. La meiosi pertanto comprende due divisioni cellulari successive: la meiosi I e la meiosi II. La serie di cellule interessate dal processo di meiosi si chiama linea germinale.

Il crossing over Come si vede nella figura precedente, durante la profase I della meiosi, i cromosomi omologhi appaiati si scambiano delle porzioni di materiale. Questo non comporta perdita o aggiunta di DNA, ma solo lo scambio e la ricombinazioe.