CICLO CELLULARE con ogni fase ., Schemi e mappe concettuali di Biologia

Scarica CICLO CELLULARE con ogni fase . e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Biologia solo su Docsity! 1 CICLO CELLULARE Il ciclo vitale è legato al ciclo cellulare e negli organismi pluricellulari, la divisione ha un ruolo importante nella crescita e riparazione dei tessuti, mentre negli organismi unicellulari è importante per la riproduzione. (meiosi riproduzione cellule sessuali) Ciclo cellulare procariote Non rientrano nei processi di meiosi e mitosi, ma li ritroviamo nella scissione binaria il vantaggio è che così si ottengono tantissimi cloni del batterio stesso in un tempo molto breve soprattutto nel momento in cui devono infettare un organismo. Questo è un processo di replicazione conservativo, infatti il Dna non viene mutato. In generale i batteri possono avere mutazioni, ma sempre ridotte rispetto ad un organismo che possiede una riproduzione sessuata. Inoltre hanno bisogno di un meccanismo rapido, che permetta di ottenere tante unità di quella cellula in un tempo molto breve. SCISSIONE BINARIA: meccanismo di duplicazione dei batteri, nel quale l’unico cromosoma presente nel batterio va a duplicarsi (presente nel NUCLEOIDE) andando poi a separare le due molecole. Questo avviene nel momento in cui le due molecole di nucleoide si separano e segregano ai lati opposti della cellula, a questo punto interviene il processo di CITODIERESI o CITOCHINESI grazie al quale i due citoplasmi si separano  grazie ad un anello di fibre contrattili va a creare delle strozzature per poter separare le due cellule figlie. Anche se questo processo, come detto, è conservativo ci sono comunque dei meccanismi che prevedono di creare variabilità genetica all’interno di un organismo procariote. 2 In particolare ricordiamo la TRANSFORMAZIONE (esperimento di griffith) attraverso la quale da un qualunque batterio liso (rotto) il Dna può fuoriuscire e alcuni di questi frammenti possono essere inglobati in un’altra cellula. Il batterio che riceve questi frammenti può inglobare questo Dna all’interno del suo nucleoide si va a verificare un evento di ricombinazione tra il frammento del batterio morto e il cromosoma della cellula ospite (batteri competenti o capacitati). Processo di TRASDUZIONE che avviene per mezzo di fai, che sono dei virus che possiedono un capside di natura proteica e un Dna. Un fago va ad iniettare il suo Dna nella cellula ospite e quindi i due Dna si integreranno. Ma nel replicare il Dna virale e nel costruire i diversi capsidi fagici che poi potranno fuoriuscire è possibile che alcuni fagi inglobino del Dna batterico, andando poi ad infettare altre cellule e quindi iniettando il Dna creando così variabilità genetica. Ultimo processo di CONIUGAZIONE Premessa: esistono, all’interno dei batteri, delle molecole di Dna che sono distinte rispetto alla molecola del nucleoide (cromosoma circolare) e prendono il nome di PLASMIDI (capaci di replicazione autonoma che sono in grado di contenere informazioni anche molto importanti)  il plasmide più noto è il fattore di fertilità (plasmide F) e nel momento in cui una cellula lo possiede viene chiama cellula F+ poiché possiede i geni per andare a coniugare le proteine per il pilo sessuale che permette la coniugazione tra due cellule batteriche e il transferimento di un plasmide (cellula donatrice e ricevente). Può succedere che il plasmide F si integri nel cromosoma principale e quindi può andare nel momento della coniugazione a trasferire, oltre a se stesso, anche parti del cromosoma principale. Oltre ai plasmidi F, esistono anche quelli metabolici oppure i plasmidi R che sono responsabili alla resistenza agli antibiotici. Ciclo cellulare eucariotico È il ciclo di vita di ogni cellula che si compone di una fase maggioritaria che prende il nome di INTERFASE (fase preparatoria alla duplicazione) e di una fase detta FASE M (mitosi o meiosi). Durante l’interfase la cellula è caratterizzata da un’intensa attività metabolica, è costituita da tre sotto fasi:  G1  intensa fase trascrizionale e traduzionale poiché la cellula ha bisogno di crescere per avere le strutture necessarie alla formazione delle due cellule figlie. 11 ORE.  S  che riguarda la duplicazione del DNA. 8 ORE.  G2 avviene prevalentemente la preparazione delle strutture necessarie alla fase M tipo fuso mitotico. 4 ORE. L’ora rimanente è per la fase M. Alcune cellule (neuroanali e spore eucariotiche che sono silenti) rimagono in una continua fase G0 stato di riposo e specifici segnali sono necessari per indurre la cellula ad abbandonare la fase G0 ed entrare nel ciclo cellulare in G1. Altre cellule, come i neuroni, restano per tutta la loro vita in G0, poiché non sono in grado di duplicarsi autonomamente. 5 2. Prometafase: avviene completamente la disgregazione della membrana nucleare e i cromosomi vanno a legarsi al fuso mitotico 3. Metafase: i cromosomi vanno ad allinearsi in posizione equatoriale, detta su piastra metafasica (centro del fuso e della cellula) vanno a disporsi uno sopra l’altro per garantire un’equa distribuzione del patrimonio tra le due cellule figlie garantendo due cellule diploidi partendo da una anch’essa diploide. Ha lo stesso numero di cromosomi della cellula madre, ma di patrimonio genetico ha la metà poiché ogni cromosoma è formato da un solo cromatidio. 4. Anafase: i cromatidi fratelli dei cromosomi vanno a separarsi andando a scorrere sulle fibre del cineto core e in questo modo ho la separazione del patrimonio genetico 5. Telofase: disgregazione del fuso e separazione delle due membrane nucleare e la decondensazione dei cromosomi che ritornano sotto forma di cromatina. Si va a rifromare la membrana cellulare e si genera una strozzatura a livello citoplasmatico con la separazione poi grazie alla citodieresi. 6. Citochieresi permette la terminazione della fase M.  Cellula animale: le due cellule vanno a dividersi grazie a un anello contrattile formato da fibre di actina e miosina che generano una strozzatura che va a separare le due cellule.  Cellula vegetale: a livello della piastra equatoriale, punto di divisione delle due cellule, deve creare una parete di cellulosa caricando quest’ultima in vescicole prodotte dall’apparato di Golgi. Le vescicole vanno a fondersi a livello della piastra riversando la cellulosa che va a formare la parete, al tempo stesso le membrane delle vescicole vanno a costituire la membrana cellulare. Centrosoma contiene una coppia di centrioli formata da 9 triplette di microtubili, dai centrioli dipartono le fibre del fuso mitotico.  il fuso è una struttura che separa i cromatidi fratelli durante la mitosi facendoli migrare su dei microtubuli. Il fuso si deve orientare in maniera corretta, questo avviene grazie ai centrosomi (citoplasma, vicino al nucleo). Durante la fase S i centrosomi si duplicano e all’inizio della profase si spostano al livello dei poli della cellula e questo porta alla formazione del fuso grazie alle fibre che possono essere:  Astrali dette fibre dell’aster che servono per ancorare le due regioni centrosomiche al livello della membrana cellulare stabilizzando la struttura  Interpolari che hanno la funzione di mantenere i due centrosomi alla giusta distanza tra loro andando a stabilizzare la struttura  Del cinetocore che si legano alle proteine del cinetocore e permettono lo scorrimento dei cromatidi ai poli opposti della cellula CROMOSOMI OMOLOGHI Sono due cromosomi che provengono da parte materna e paterna e che contengono ciascuno la stessa sequenza di loci genici e molto spesso scritti in forme alleliche differenti. Sono simili per dimensioni e per la posizione del centromero (che ne determina la forma). Portano l’informazione per il controllo degli stessi tipi di caratteristiche genetiche, ma un’informazione che non è identica.  Cellula diploide: contiene una coppia per ogni cromosoma, uomo 46 (2n) tipo cellule somatiche. 6  Cellula apolide: contiene solo un cromosoma di ogni coppia, 23 e sono caratteristiche delle cellule germinali come spermatozoi e ovociti. La cellula germinale necessita di essere apolide perché lo zigote, quindi il nuovo individuo, deriva dalla fusione delle due cellule apolidi e di conseguenza si ha la formazione dello zigote diploide mitosi, sviluppo individuo adulto meiosi gameti e così via. LA MEIOSI Riguarda le cellule della linea germinale, permette il passaggio dallo spermatocita o ovocita diploide nelle loro cellule mature (gameti come spermatozoo e ovocita). Questo processo è formato da due divisioni cellulari consecutive (I e II). Da una cellula ne derivano 4 sia per donne che uomini, per quest’ultimi sono tutte funzionanti mentre per l’individuo femminile delle 4 cellule apolidi tre sono dei globuli polari che non hanno nessun tipo di funzione e vengono poi eliminati mentre uno è un ovocita maturo che contiene una grande quantità di citoplasma e organelli che serve per la fecondazione. Meiosi I che è un processo riduzionale ovvero dimezza il contenuto di cromosomi all’interno delle cellule. Meiosi II è un processo equazionale che permette di separare i cromatidi fratelli generando delle cellule figlie aploidi dove ciascun cromosoma è formato da un singolo cromatidio. Non ho una riduzione del numero di cromosomi ma solamente del numero di cromatidi che compongono ciascun cromosoma. . La meiosi I è chiamata fase riduzionale perché i due cromosomi omologhi si dividono e ogni cellula figlia riceverà un solo cromosoma. MEIOSI I La PROFASE I si divide a sua volta in leptotene, zigotene, pachitene, diplotene e diacinesi. Queste 5 sotto fasi consento di svolgere il crossing over che si realizza nel pachitene. La Parto da una cellula con 46 cromosomi di un cromatidio, poi avviene la duplicazione del DNA nella fase S un cromosoma con 2 cromatidi fratelli. Grazie al processo di meiosi I ottengo due cellule che possiedono patrimonio genetico n=23 formati sempre da due cromatidi fratelli. In fine nella meiosi II vengono separati i cromatidi fratelli generando delle cellule figlie aploidi con n=23, dove ciascun cromosoma è formato da un singolo cromatidio. Il crossing-over avviene su tratti dei cromosomi omologhi che contengono la 7 meiosi I comincia con la sinapsi, l’appaiamento dei cromosomi omologhi. I cromatidi dei cromosomi omologhi si scambiano tra loro alcuni segmenti mediante un processo chiamato crossing-over.  importante per la variabilità genetica a livello dei gameti. + assortimento indipendente su piastra metafasica  questi due processi sono alla base del fatto che una persona durante tutto l’arco della sua vita NON possa generare due gameti che possiedono lo stesso patrimonio genetico. Leptotene  addensamento cromatina, formazione cromosomi Zigotene appaiamento cromosomi omologhi (4 cromatidi: tetrade o serie bivalente) che avviene grazie ad una zona che prende il nome di sinapsi. L’appaiamento è consentito da delle proteine chiamate proteine del complesso sinaptiemale, che fungono da cerniera e tengono stretti i cromosomi. Pachitene avviene lo scambio di materiale genetico, che avviene tra due cromosomi omologhi e sulle stesse sequenze dei due cromosomi, tratti che contengono gli stessi loci genici. Non causa ne perdita ne acquisto di materiale genetico, la quantità rimane la stessa ma cambia solo il contenuto dell’informazione genetica. Inoltre avviene l’accorciamento l’ispessimento dei cromosomi. Diplotene i cromosomi iniziano a separarsi rimanendo uniti solo in alcune regioni (CHIASMI) al livello dei siti del crossin-over, questo grazie alle proteine del complesso sinaptiemale. Diacinesi assistiamo alla scomparsa del nucleolo e della membrana cellulare, al tempo stesso alla formazione del fuso meiotico e alla separazione completa dei cromosomi omologhi. METAFASE I in cui abbiamo la disposizione dei cromosomi differente rispetto alla mitosi (uno sopra l’altro), in questo caso abbiamo una disposizione dei cromosomi a coppie di omologhi 23 coppie di cromosomi ciascuno ancora formato da due cromatidi fratelli. Le coppie possono disporsi in maniera differente con molte divisioni possibili processo che prende il nome di ASSORTIMENTO INDIPENDENTE SU PIASTRA METAFASICA ed è alla base della variabilità genetica. (2 alla 23 coppie di cromosmi possibili = 8 milioni senza considerare il crossing-over) I cinetocori fratelli in questa fase si connettono alle fibre del fuso e tutti e due i cromosomi verranno attratti rispettivamente da ciascun polo.