07/01/2015

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DIVISIONE CELLULARE

Cellule procarioti

Scissione Binaria

Scissione Binaria

La vita di una cellula eucariote sembra presentare una

alternanza tra divisione cellulare e fase di quiescenza (interfase)

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Il CICLO CELLULARE è l’insieme di eventi ordinati che

regolano la crescita e la divisione di una cellula eucariote

in relazione a stimoli esterni.

In una cellula somatica,

il ciclo cellulare

rappresenta

un’alternanza tra

interfase e la divisione

mitotica, che può

avvenire in maniera

metodica, oppure solo

in certe fasi dello

sviluppo di un tessuto.

Dopo una fase di accrescimento

generale, la cellula svolge le funzioni

per le quali il processo di

differenziamento l’ha preposta

G1

Ultimi preparativi prima della divisione cellulare:

assemblaggio delle strutture specifiche; condensazione cromosomi, duplicazione

centrioli

G2

S Sintesi del DNA e duplicazione dei cromosomi

GO

Fase tipo G1 in cui si trovano cellule

in blocco reversibile della

divisione

GZ

Fase tipo G1 in cui si

trovano cellule in blocco

irreversibile della

divisione

Il corretto controllo del ciclo

cellulare è un processo cruciale

negli organismi pluricellulari.

Anomalie di questo processo

sono correlate con la

degenerazione dei tessuti o

con la comparsa di tumori

Divisione cellulare negli eucarioti

MITOSI

↓

1 CELLULA (aploide o diploide)

↓

2 CELLULE (aploidi o diploidi) identiche tra loro e

identiche alla cellula di partenza

Es. Cellule Somatiche degli organismi pluricellulari

MEIOSI

↓

1 CELLULA ( diploide)

↓

4 CELLULE (aploidi)

differenti tra loro e differenti alla cellula di

partenza

Es. Cellule Germinali degli organismi a

riproduzione sessuata

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Divisione cellulare negli eucarioti

MITOSI

↓

2n o n

↓ ↓ ↓ ↓

2n 2n n n

MEIOSI

↓

2n

↓ ↓ ↓ ↓

n n n n

Ogni gamete aploide contiene

combinazioni diverse di

cromosomi

INTERFASE METAFASETARDA PROFASEPROFASE INIZIALE

La cellula

svolge le sue

normali

funzioni vitali

L’involucro nucleare

e il nucleolo

scompaiono.

Divengono evidenti

lunghi filamenti di

cromatina che

cominciano a

condensarsi in forma

di cromosomi

I cromosomi

continuano ad

accorciarsi e ad

ispessirsi, il fuso si

forma tra i centrioli

che si sono portati

ai poli della cellula

Le fibre del fuso si

attaccano ai

cinetocori dei

cromosomi .

Questi si allineano

lungo il piano

equatoriale della

cellula

DIVISIONE CELLULARE: MITOSI

1°parte

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Cromatidio Cromatidio

Centromero

Cinetocoro

Microtubuli

Il cromosoma durante

la divisione cellulare

Osservato durante la divisione cellulare, ogni

cromosoma appare costituito da due parti identiche, dette

cromatidi. Il centromero è il sito di attacco dei due cromatidi. I cinetocori sono

strutture contenenti proteine associate al centromero, una

per ciascun cromatidio. Attaccati ai cinetocori ci sono i microtubuli che fanno parte

del fuso.

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DIVISIONE CELLULARE: MITOSI

ANAFASE TELOFASE INTERFASE

I cromatidi si separano in

corrispondenza dei centromeri e

ciascun gruppo di cromosomi

migra al rispettivo polo. la

divisione del citoplasma,

citocinesi non è ancora avvenuta

Gli eventi della profase

sono invertiti: si

ricostituiscono i nuclei, la

citocinesi completa la

divisione cellulare

(citodieresi) producendo

due nuove cellule

Le cellule che si formano

sono geneticamente

identiche tra loro e

identiche alla cellula di

partenza

2°parte

CITODIERESI: DIVISIONE DEL CITOPLASMA

Mitosi al

microscopio

ProfasePrometafase

Metafase Anafase Telofase

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RIPRODUZIONE ASESSUATA NEGLI

EUCARIOTI

La mitosi cellulare, oltre alla formazione del soma

degli organismi pluricellulari, è alla base della

riproduzione asessuata di organismi eucarioti mono- o

pluricellulari: in tali forme, la singola cellula o cellule

specializzate di un singolo organismo, di solito

attraverso un processo di scissione, gemmazione o

frammentazione, danno origine a uno o più individui.

Organismi geneticamente identici vengono chiamati

clone.

Riproduzione asessuata

scissione gemmazione

MEIOSIProcesso di divisione cellulare che garantisce il

passaggio dallo stato diploide allo stato aploide

La meiosi consiste in due divisioni cellulari meiosi I e

meiosi II, precedute da una sola sintesi di DNA

Il processo inizia con una cellula diploide (2n) e

termina con la formazione di quattro cellule aploidi

(n)

La riduzione del corredo cromosomico da diploide

(2n) ad aploide (n) è necessaria in organismi che si

riproducono per via sessuata.

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La riproduzione sessuata comporta l’unione di due celluleSPECIALIZZATE (gameti), una di origine paterna(spermatozoo) e una di origine materna (cellula uovo) performare un’unica cellula (zigote) da cui si svilupperà l’interoindividuo.

RIPRODUZIONE SESSUATA

+

Per garantire che a ogni riproduzione venga conservato ilnumero diploide di cromosomi (2n) caratteristico dellaspecie, i gameti devono contenere un assettocromosomico aploide (n) (un solo cromosoma per ognicoppia di omologhi), in modo che lo zigote, primacellula del nuovo organismo, sia regolarmente diploide(2n).

Derivando dalla unione di due patrimoni genetici aploidi,quello paterno e quello materno, ciascun genomadell’individuo nato con riproduzione sessuata saràcostituito da coppie di cromosomi omologhi formate daun elemento di origine paterna e uno di originematerna.

RIPRODUZIONE SESSUATA

Assetto cromosomico diploide di Assetto cromosomico aploide

una cellula somatica femminile di un gamete femminile (uovo)

Specie Umana

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Interfasepremeiotica Profase I Metafase I Anafase I

Telofase I

Intercinesi

MEIOSI I

Nell’interfase

che precede la

meiosi il DNA

viene duplicato

Le tetradi si

allineano sul

piano equatoriale

e i cromosomi

rimangono uniti

nei chiasmi (siti

dove è avvenuto

il crossing over)

I cromosomi

omologhi si

separano e

migrano ai poli

opposti. I

cromatidi

fratelli

rimangono

uniti tramite il

centromero

Un solo

cromosoma per

ogni coppia di

omologhi

raggiunge ciascun

polo. Avviene la

citocinesi

Il DNA non si

duplica, i cromatidi

sono uniti e i

cromosomi distesi

I cromosomi

omologhi si

uniscono

formando le

tetradi; avviene

il crossing over.

L’involucro

nucleare si

frammenta

Organismo a corredo cromosomico 2n = 4

Cromosomi materni rosa e paterni bluNella profase avviene l’appaiamento deicromosomi omologhi e il crossing-over

(interscambio) tra coppie di cromosomi omologhi (1paterno, 1 materno), che porta al rimescolamentodei geni paterni e materni nei cromosomi dei figli

Profase II Metafase II Anafase II Telofase II

Cellule aploidi

I cromosomi si

condensano di

nuovo

I cromatidi fratelli si

separano e migrano

ai poli opposti

I cromosomi si

allineano sul piano

equatoriale

Si formano i

nuclei ai poli

opposti di

ciascuna cellula e

si ha la citocinesi

Si formano quattro cellule aploidi:

saranno gameti o spore

MEIOSI II

MEIOSI E ASSORTIMENTO CASUALE DEI GAMETI

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MEIOSI E RICOMBINAZIONE GENETICA

Microfotografia della meiosi in una varietà di giglio

Confronto

tra la

mitosi e la

meiosi

Non avviene appaiamento tra cromosomiomologhi

I cromatidi

fratelli

migrano ai

poli opposti

Due cellule

diploidi

(2n) con

cromosomi

monocromatidici

Cromosomi omologhi si appaiono (tetradi) con possibilità di crossing over

I cromosomiomologhi

migrano ai

poli opposti

Due cellule

aploidi (n)

con cromosomi

dicromatidici

I cromatidi

fratelli

migrano ai

poli opposti

4 cellule aploidi (n) con cromosomi monocromatidici

PR

OFA

SE

AN

AFA

SE

Cel

lule

fig

lie

PR

OFA

SE

IA

NA

FA

SE

IP

RO

FA

SE

IIA

NA

FA

SE

IIC

ellule ap

loid

i

Mitosi Meiosi

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Spermatogenesi e Ovogenesi