Biologia-mitosi e meiosi, Appunti di Biologia

Scarica Biologia-mitosi e meiosi e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! Introduzione: divisione cellulare La divisione cellulare è il processo grazie al quale una cellula madre si divide in due cellule figlie. La cellula per dividersi bene deve mandare: un segnale riproduttivo, duplicazione del dna, distribuzione equa del dna nelle due cellule, segregazione, citodieresi. Nelle cellule eucariote SOMATICHE la divisione cellulare serve per molte cose: l'accrescimento dell'organismo rinnovare le cellule danneggiate riparazione dei tessuti e riproduzione asessuata. la riproduzione asessuata si basa sulla divisione mitotica del nucleo la prole della riproduzione asessuata genera figli geneticamente identici alla cellula genitoriale. Però esiste anche un altro meccanismo di divisione nella cellula eucariotica chiamato meiosi che genera diversità genetica. Le cellule procariote si dividono per scissione binaria, la cellula cresce di dimensioni, duplica il proprio dna che non è srotolato e poi si divide attraverso la citodieresi, producendo infine due cellule figlie identiche. è dettata molto da fattori esterni come tipo quelli ambientali. Dura circa 15-30 minuti. CICLO CELLULARE Il ciclo cellulare è l’insieme degli eventi compresi tra la formazione di una cellula e la sua divisione in due cellule figlie ed è costituito da due fasi: l’interfase e la fase mitotica o fase M. Per la maggior parte del tempo, la cellula eucariotica si trova nella condizione di interfase, circa il 90% della vita della cellula: durante questo periodo, la cellula svolge un’intensa attività metabolica e aumenta le proprie dimensioni, MA non si divide. 1 L’interfase a sua volta si divide in 3 sottofasi: ● G1: denominazione dell'intervallo di tempo che intercorre tra la fine di una mitosi e l'inizio della replicazione del DNA. La fase G1 sta per GAP 1 (intervallo 1). Qui c'è un'intensa attività biochimica che porta alla formazione degli organuli, fase di crescita la cellula aumenta di dimensioni, . ● S: denominazione dell'intervallo di tempo che intercorre tra il periodo G1 ed il periodo G2, quando la cellula è pronta per dividersi, durante il quale avviene la duplicazione del DNA, . La fase S sta per Sintesi. ● G2: denominazione dell'intervallo di tempo che intercorre tra la fine della replicazione del DNA e l'inizio di una nuova mitosi. La fase G2 sta per GAP 2 (intervallo 2). Qui la cellula raggiunge le sue massime dimensioni e si prepara alla divisione organizzando il dna e le strutture interne necessarie per lo svolgimento della mitosi. 2 Fase mitotica o M: è il meccanismo di divisione della cellula. Comprende 2 momenti principali: ● mitosi: per Mitosi si definisce il processo di divisione nucleare che porta alla formazione di due identiche cellule figlie attraverso le fasi di profase, prometafase, metafase, anafase, e telofase. La membrana nucleare scompare e il dna si sposta verso le estremità opposte della cellula. ● citodieresi: il citoplasma si divide in due e si formano due cellule distinte. QUANDO AVVIENE LA VERA SPIRILIZZAZIONE? Durante mitosi e PROFASE COS’E’ CHE CONTROLLA IL CICLO CELLULARE? Il ciclo cellulare è controllato da vari segnali interni, che si assicurano il giusto svolgimento dei vari passaggi. I passaggi da una fase all’altra dipendono da degli enzimi chiamati cdk. Ciascuno di questi enzimi catalizzatori accelera il trasferimento di un gruppo fosfato dell'atp a una specifica proteina bersaglio. Fosforilazione. Le cdk agiscono legandosi a un tipo di proteine chiamate cicline. Il complesso ciclina-cdk induce correttamente il passaggio da fase G1 a fase S. Successivamente la ciclina si dissocia ed il sito attivo dell’enzima cdk torna ad essere inattivo. I complessi ciclina cdk stabiliscono se si può passare da una tappa a quella successiva, per esempio alla fine della fase S questo complesso Controlla che la duplicazione del DNA sia stata fatta completamente, se no si blocca il ciclo cellulare. Il cancro, è una malattia in cui la regolazione del ciclo non funziona e si perde il controllo sul comportamento e la normale crescita delle cellule. Cioè è il risultato di una divisione cellulare incontrollata causata da un danneggiamento dei complessi ciclina cdk; un'altra proteina chiamata p53 impedisce la divisione nelle cellule normali. Le proteine che bloccano il ciclo cellulare sono dette oncosoppressori. Quando le cellule non smettono di moltiplicarsi è perché hanno perso l'inibizione di contatto, la dipendenza d’ancoraggio e il fattore di crescita. QUALI SONO LE CONSEGUENZE DI MITOSI CHE NON SONO PIU CONTROLLATE? La cellula diventa tumorale. COS’E IL CARIOTIPO? È l’insieme delle caratteristiche di cromosomi di ogni esserr vivente ad esempio il cariotip degli umani sarebbero 46 cromosomi posti in 23 coppie secondo la posizione dei cromatidi. LE CELLULE SONO DIPOLIDI MA CI SONO CELLULE CHE NON POSSONO EIMANERE DIPLOIDI MA COME DEVONO DIVENTARE? Devono diventare aploidi COSA PORTA UNA CELLULA DIPLOIDE A DIVENTARE APLOIDE? È la meiosi che le fa passare da dipolidi ad aploidi CHE COS’HA DI PARTICOLARE? DOVE LA CELLULA DIVENTA APLOIDE? IN QUALE MOMENTO VIENE DIMEZZATO NUMERO DI CROMOSOMI? Il numero di cromosomi viene dimezzato durante la meiosi 1 durante l’anafase 1. IN MEIOSI 2 CHE COSA SUCCEDE INVECE IN ANAFASE 1? Nell’anafase 2 I cromatidi si separano dal centromero e diventano cromosomi a tutti gli effetti migrando verso i poli opposti. CHE COS’E IL DNA POLIMERASI? È un enzima che agisce nella duplicazione e aggiunge nucleotidi ma La duplicazione è semiconservativa perché ogni filamento serve da stampo per la produzione di una nuova catena. La nuova molecola è formata da un filamento stampo ovvero la catena originale e da una nuova di sintesi. La duplicazione inizia in un punto preciso detto origine. Si rompono i legami idrogeno e le due eliche si separano a livello della forcella di duplicazione, comincia così la sintesi dei nuovi filamenti complementari. Si forma la bolla di duplicazione. Via via che la del cromosoma 21 è saldata con parte del cromosoma 14 e questo può accadere nel crossing over. COME SI FROMANO I CROMOSOMI? I cromosomi si fromano dal dna despiralizzato chiamato cromatina che si avvolge intorno a delle proteine chiamate istoniche formando i nucleosomi i quali poi si accartocciano sempre di più su ste stessi formano i cromasomi in forma doppia quindi fromati da due cromatidi uniti dal centromero.(Il dna in quello stadio era sottofroma di cromatide) LE CELLULE PROCARIOTE COME SI DIVIDONO? Si dividono tramite la scissione binaria che appunto divide la cellule in due cellule identiche alla cellula madre e tra loro e la cellula nella scissione binaria cresce di dimensione dupilca il dna che sisposta ai poli opposti e poi si divide creano due cellule geneticamente uguali. (meccanismo assessuato) ALTRO MECCANISMO ASSESSUATO? La gemmazione INIZIO MEIOSI? Quindi praticamente la meiosi è la divisione che dimezza il numero di cromosomi generando 4 Gameti aploidi, Questo è possibile perché il DNA viene duplicato solo una volta. la funzione generale della meiosi è ridurre il corredo genetico, Ovvero l'insieme di cromosomi In una cellula, da diploide ad aploide, fare in modo che entrambi i gameti aploidi possiedano un set completo di cromosomi e generare variabilità genetica tra i gameti perché non saranno mai uguali geneticamente alla cellula madre. La meiosi è appunto divisa in due parti: la meiosi 1 e la meiosi 2 La meiosi 1 inizia con la profase 1 e appunto i cromosomi in questa fase omologhi si appaiano e questo appaiamento viene chiamato sinapsi e formano una struttura che si chiama tetrade e i bracci dei cromosomi, quindi i cromatidi ha dei punti di contatto che fromano una x chimata chiasma e presso questi chiasmi avviene il crossing over ovvero scambio di segmenti di cromatidi che appartengono alla stessa coppia di cromosomi. Dopo il crossing over le coppie omologhe nella metafase si mettono al centro della cellula nella zona equatoriale della cellula e vengono divise così si ha il dimezzamento del numero di cromosomi e vanno nei poli opposti. Nlle seconda meiosi poi si avrà la divisione dei cromatidi fratelli e quindi fromeranno altre due cellule aploidi. Spiegazione meiosi Quindi praticamente la meiosi è la divisione che dimezza il numero di cromosomi generando 4 Gameti aploidi, Questo è possibile perché il DNA viene duplicato solo una volta. la funzione generale della meiosi è ridurre il corredo genetico, Ovvero l'insieme di cromosomi In una cellula, da diploide ad aploide, fare in modo che entrambi i gameti aploidi possiedano un set completo di cromosomi e generare variabilità genetica tra i gameti perché non saranno mai uguali geneticamente alla cellula madre. La meiosi e preceduta da un’interfase che comprende una sottofase S, durante la quale si ha appunto la duplicazione di ciascun cromosoma, perciò durante la meiosi ciascun cromosoma è composto da due cromatidi fratelli uniti a livello del centromero. Le due divisioni della meiosi sono divise e si chiamano rispettivamente meiosi 1 e meiosi 2: Anche queste Si possono dividere in varie fasi che prendono lo stesso nome delle fasi mitotiche ovvero profase metafase anafase telofase. La meiosi però è totalmente diversa dalla mitosi non solo per i processi ma anche per i tempi. Durante la meiosi 1 il numero di cromosomi si dimezza e si ottengono due cellule aploidi, Ma è soltanto durante la meiosi 2 che si separano i due cromatidi. MEIOSI 1 Nella meiosi 1 cromosomi omologhi si appaiano, ovvero accoppiano, aderiscono l'uno all'altro e si scambiano parti di cromatidi corrispondenti. Questo processo è detto crossing-over. Dopo la metafase 1 i cromosomi omologhi si separano mentre i cromatidi di uno stesso cromosoma restano Uniti. ● PROFASE 1: Durante la profase 1 i cromosomi omologhi costituiti ciascuno da una coppia di cromatidi Fratelli si appaiano allineandosi su tutta la lunghezza e formano le sinapsi. durante la sinapsi i 4 cromatidi di ciascuna coppia di omologhi forma una struttura chiamata tetrade dal greco 4. A questo punto i centromeri di due cromosomi omologhi si respingono Mentre c'è un punto di contatto tra i cromatidi. i cromatidi adiacenti appartenenti a omologhi diversi aderiscono tra loro e assumono l'aspetto di una X per questo sono detti chiasma. in corrispondenza di questo punto di contatto ovvero il chiasma avviene il Crossing over cioè lo scambio di cromatidi corrispondenti appartenenti a cromosomi omologhi differenti. ● PROMETAFASE 1: Durante la prometafase uno l'involucro nucleare è il nucleolo si dissolvono e nello stesso momento si forma un fuso formato da microtubuli che si attaccano i cromosomi. entrambi i cromatidi si attaccano la stessa parte del fuso perciò l'intero cromosoma era soltanto verso uno dei due poli della cellula. ● METAFASE 1: Durante la metafase tutti i cromosomi si allineano e raggiungono la piastra metafasica qua le coppie di omologhi sono ancora tenuto insieme dai chiasmi. ● ANAFASE 1: Durante l'anafase 1, uno dei due cromosomi omologhi migra verso un polo e l'altro raggiunge il polo opposto. ● TELOFASE 1: I cromosomi si raccolgono all'interno di due nomi nuclei e la cellula si divide. Al termine della meiosi 1 si formano quindi due cellule con due cromatidi ciascuno a differenza di una divisione mitotica. MEIOSI 2 La meiosi II è molto simile alla mitosi. Durante la profase 2 Il DNA non si duplica e i cromosomi si condensano di nuovo. Nella metafase 2 I centromeri delle coppie di cromatidi si allineano sul piano equatoriale di ciascuna cellula figlia. Nell’anafase 2 I cromatidi si separano dal centromero e diventano cromosomi a tutti gli effetti migrando verso i poli opposti. A seguito del Crossing-over avvenuto nella profase 1, ogni nuova cellula contiene un differente patrimonio genetico. Nella telofase due i cromosomi segregano entrano mi nuclei e le cellule si separano. Ognuna delle quattro cellule figlie possiede corredo aploide con un numero di cromosomi dimezzato rispetto alla cellula originaria. Quindi dopo la mitosi le due cellule figlie hanno lo stesso numero di coppie di cromosomi omologhi della cellula madre; dopo la meiosi invece le quattro cellule figlie contengono la metà del corredo cromosomico della cellula madre. Il numero la forma e le dimensioni dei cromosomi di una cellula cioè l'insieme delle loro caratteristiche costituisce il cariotipo di un individuo. Nel caso delle cellule diploidi cariotipo è formato da un certo numero di coppie di cromosomi omologhi, perciò le somiglianze tra gli individui di una stessa specie non sono solo morfologiche ma anche genetiche. Non esiste nessuna relazione fra le dimensioni e la complessità dell'organismo e numero di cromosomi. Gli esseri umani possiedono 23 coppie di cromosomi, coppie di autosomi, secondo il criterio della lunghezza dei cromatidi e la posizione del centromero, compresi quelli sessuali: nella femmina i due cromosomi sessuali sono XX e nel maschio Sono XY. La riproduzione sessuata induce variabilità intraspecifica gli organismi di una specie Grazie all'assortimento indipendente dei cromosomi omologhi al crossing-over e alla fecondazione. La meiosi infatti estrae a sorte metà del corredo cromosomico del genitore per inserirlo in un gamete aploide che possiede a sua volta una combinazione di geni inedita grazie Il crossing-over; la fusione di due gameti aploidi produrrà poi uno zigote diploide contenente l'informazione genetica di entrambi i gameti. A sua volta poi la fecondazione coinvolge due gameti incrementando ulteriormente la variabilità. La meiosi, riproduzione sessuata A differenza della riproduzione asessuata, nella riproduzione sessuata si producono organismi che non sono mai identici né genitori né ai propri fratelli. La riproduzione sessuata richiede la fecondazione e la meiosi. L'organismo figlio si sviluppa da una cellula chiamata zigote prodotta dalla fecondazione c'è la fusione di due cellule speciali chiamate gameti ognuno dei due genitori contribuisce con un gamete alla formazione del nuovo individuo. corredo genetico= Il corredo cromosomico di un essere vivente è l'insieme dei cromosomi presenti in una cellula somatica. ... Il corredo cromosomico di una specie viene indicato con 2n perché i cromosomi sono presenti in duplice copia (diploidia), i cui componenti, i cromosomi omologhi, (coppia di due cromosomi) hanno uno origine materna e l'altro paterna. Diversamente dalle cellule somatiche e gameti contengono una singola serie di cromosomi c'è un solo omologo di ciascuna coppia. Perciò ci sono solo 23 cromosomi e la cellula è definita aploide. Il processo che dimezza il numero di cromosomi presenti nei gameti è la meiosi, che si verifica nelle cellule poste negli organi riproduttivi, cioè le cellule germinali. La produzione dei gameti è diversa nel maschio e nella femmina. Nel maschio a partire dalla cellula germinale diploide si formano 4 spermatozoi aploidi dotati di lunghi flagelli. Nella femmina la meiosi produce anche qua 4 cellule aploidi che possiedono grandi quantità di citoplasma, la cellula uovo è la cellula più grande che riceve la maggior quantità di citoplasma perché deve sopravvivere alla seguenti fasi dopo la fecondazione. NELLA SPECIE UMANA, L’UOMO E DONNA HANNO SEMPRE DA 1 A 4? No le donne dei 4 3 verranno poi espulsi ed è per questo che si avrà un solo bambino