divisione cellulare : mitosi e meiosi (e mutazioni genetiche), Sbobinature di Biologia

Scarica divisione cellulare : mitosi e meiosi (e mutazioni genetiche) e più Sbobinature in PDF di Biologia solo su Docsity! BIOLOGIA DIVISIONE CELLULARE → Processo con il quale le cellule si dividono e si moltiplicano, duplicando le informazioni genetiche racchiuse nel loro nucleo. Mitosi → Ciclo cellulare delle cellule eucariotiche SOMATICHE -> Da UNA cellula diploide (46 cromosomi nella specie umana) se ne ottengono DUE IDENTICHE Meiosi → Ciclo cellulare delle cellule eucariotiche GERMINALI -> Da UNA cellula DIPLOIDE si ottengono QUATTRO cellule APLOIDI con corredo genetico DIMEZZATO (23 cromosomi nella specie umana) Cellule diploidi → cellule che contengono 2 COPIE (oppure 1 COPPIA) di CROMOSOMA x TIPO Cellule aploidi → cellule che contengono 1 COPIA di CROMOSOMA x TIPO Le cellule germinali → sono deputate alla riproduzione sessuale (e non si dividono per mitosi). Tutte le altre cellule dell’organismo sono definite: somatiche (che compongono il soma/corpo di un organismo pluricellulare) -> si dividono per mitosi. • MITOSI = dal greco mithos -> filo, per via dell’aspetto filiforme dei cromosomi durante la divisione mitotica. È una fase di vita della cellula, la fase in cui questa si divide (durata: 1-2 ore). Questa fase di divisione è preceduta da una interfase (intervallo in cui la cellula giovane che si è originata da una cellula madre, prima di dividersi, aumenta di dimensioni). Nell’interfase troviamo 3 fasi: ➢ G1 o Gap 1 = in cui la cellula si accresce, aumenta di dimensioni (durata: 12-24 h o anche settimane/mesi); svolge dei processi metabolici e quando arriva a maturità (va incontro a: trascrizione Dna, sintesi proteica, ecc..) si interrompe questa fase di trascrizione del DNA ed entra nella fase S ➢ Fase S = (sintesi DNA) di duplicazione del materiale genetico (durata 6-7 h) ; per fare in modo che si creino due copie identiche del genoma della cellula. Finita questa fase, la cellula va incontro a un’altra fase ➢ G2 o Gap 2 = nuova fase di accrescimento, per prepararsi a dividersi in 2 cellule figlie. (es. i ribosomi, i mitocondri raddoppiano) ed è pronta a dividersi. A questo punto la cellula si divide, cioè entra in mitosi. La cellula (umana) di partenza ha 46 cromosomi; durante la fase S si hanno nel nucleo 46 + 46 cromosomi (il raddoppio); durante la mitosi prima si separano i due nuclei (ognuno ha 46 cromosomi) e poi si separano due cellule identiche alla cellula di partenza e identiche fra loro. Come si presenta questo DNA duplicato che poi va ripartito tra le cellule figlie? il DNA, durante l’interfase, la fase G e la fase S, è despiralizzato (srotolato) e si presenta sotto forma di cromatina: non distinguiamo che il DNA è organizzato in 46 cromosomi; al microscopio elettronico si vede una specie di gelatina grigiastra: cioè la cromatina -> vuol dire che DNA e cromosomi sono despiralizzati, sono srotolati. Per tutta l’interfase troviamo la cromatina, cioè DNA despiralizzato. Quando è il momento dell’inizio della divisione della mitosi, questi filamenti di DNA si condensano/compattano e formano i cromosomi. Cromosomi = filamenti di DNA che non trascritto né duplicato; è un DNA che dev’essere solo ripartito. Il compattamento dei filamenti porta alla formazione di questi bastoncelli. Durante la fase G troviamo il filamento viene di DNA molto despiralizzato. Durante la fase S ogni cromosoma viene duplicato. Durante l’inizio della mitosi, i filamenti del DNA despiralizzato non si distinguono: la cromatina è tutta una materia uniforme. Quando inizia la mitosi questi cromosomi si compattano -> cioè diventano evidenti e hanno la forma di 2 bastoncelli legati tra loro in un punto. (<- questa è visione dei cromosomi quando la cellula quando inizia a dividersi). Questo DNA è contratto, arrotolato su se stesso e forma questi bastoncini -> cioè 2 copie dello stesso cromosoma, che sono tenute insieme da un bottoncino centrale (= centromero). Noi non abbiamo più 1 unico cromosoma, si dice che abbiamo 2 cromatidi fratelli -> cioè 2 copie identiche dello stesso cromosoma, unite insieme dal centromero. Nella nostra cellula, durante la mitosi, troviamo 46 cromosomi, per ognuno abbiamo 2 cromatidi fratelli (2 bastoncini legati fra di loro), che poi si separano alla fine della mitosi. Nell’interfase si distingue il nucleolo, tutto intorno c’è questo materiale indistinto: la cromatina. Durante l’inizio della mitosi i filamenti di DNA si spiralizzano (=si arrotolano su sé stessi grazie a delle proteine che tengono assieme i filamenti) e diventano evidenti i cromosomi. Ogni cromosoma è formato da 2 cromatidi fratelli. Citodieresi = separazione delle cellule (durante la telofase si sono separati i 2 nuclei ed è comparso questo solco di divisione che comincia a far dividere le 2 cellule, MA la vera e propria divisione nella fase successiva -> la citodieresi) Avevamo una cellula che si stava dividendo. Nella citodieresi abbiamo 2 cellule figlie giovani, ognuna di queste cellule figlie va incontro a una interfase e a tutte le altre fasi (si accresce, metabolizza, sintetizza proteine, fa la resp. cellulare). Quindi, la citodieresi è il processo di separazione fisica della cellula madre in due cellule figlie. Questa è la mitosi (divisione) → nella cellula animale. Mitosi: differenza fra cellule animali e vegetali Nella cellula vegetale -> (non ci sono i centrioli) la divisione cellulare avviene con la formazione di una piastra all’interno della cellula, da cui si genererà la nuova parete cellulare QUINDI -> Profase= fase iniziale, Metafase = i cromosomi sono al centro del fuso mitotico, Anafase = si separano i cromatidi fratelli, Telofase= contrario della profase (ricompare nucleolo e membrana cell.; i cromosomi si despiralizzano), Citodieresi = separazione dalle cellule madre Le cellule hanno comportamenti diversi, ci sono: - cellule che si dividono, per tutta la vita dell’organismo (cellule staminali) - cellule che perdono la capacità di dividersi, raggiunta la maturità (cellule nervose) - cellule che si riproducono in determinate condizioni es. rigenerare parti danneggiate (cellule del fegato) processo di divisione cellulare che avviene nelle cellule somatiche MITOSI (In organismi pluricellulari) ha funzione di : Avviene in 4 fasi : 2) METAFASE I cromosomi si dispongono al centro del fuso 3) ANAFASE I cromosomi si dividono in 2 cromatidi che si spostano verso i poli opposti del fuso 4) TELOFASE Ricompaiono la membrana nucleare, il nucleolo. Scompare il fuso. Avviene la citodieresi Accrescimento corporeo 1) ANAFASE Scompaiono membrana nucleare e nucleolo. I cromosomi si rendono visibili. Si forma il fuso mitotico Sostituzione di cellule morte Riparazione di parti danneggiate Globuli rossi -> - sono: cellule nel nostro sangue - funzione: di portare l’ossigeno (hanno l’emoglobina che lega l’ossigeno) - quando sono maturi non hanno più il nucleo - vengono prodotti dalle cellule (=giovani che si dividono continuamente) staminali, che derivano dalla divisione del midollo osseo. Quando servono dei globuli rossi, queste cellule staminali cominciano a differenziare: a produrre molta emoglobina e quando assumono forma e struttura idonea al globulo rosso-> questi perdono il nucleo, quindi: il globulo rosso è danneggiato -> muore/sparisce. Le cellule staminali devono dividersi per rimpiazzare i globuli rossi; che non devono essere né troppi né pochi -> c’è una regolazione da parte del nostro sistema nervoso e degli organi endocrini che controllano la differenziazione e la divisione cellulare. (differenziazione cellulare= cellula staminale diventa globulo rosso). Neuroni-> - sono le cellule più grandi che abbiamo. (sono unità del sistema nervoso) - Quelli motori sono cellule lunghissime, che derivano da cellule giovani indifferenziate e quando iniziano a differenziarsi e assumere la forma di neurone -> questi neuroni (hanno il nucleo anche da maturi) perdono la capacità di riprodursi. Infatti, se viene danneggiato un nervo è permanente il danno. Cellule del fegato-> - Quando il fegato ha le dimensioni giuste, è sano, le cellule non si dividono - Quando ci sono cellule danneggiate, queste vengono digerite e vengono rimpiazzate da altre cellule, che si dividono. Questa divisione cellulare non avviene in modo controllato, segue una regolazione ben precisa: cioè ogni organo deve avere un certo peso, una certa dimensione, un certo numero di cellule. Quando alcune cellule si danneggiano, possono essere rimpiazzate (nel sistema nervoso purtroppo no). Es. Pelle -> ▪ Cellule formano uno strato continuo; In una ferita sulla pelle scompaiono (si asporta una striscia) delle cellule e devono essere sostituite; quindi, le cellule sul bordo della ferita cominciano a dividersi per far cicatrizzare la ferita. Quando arrivano a contatto con la ferita smettono di dividersi ed è chiamata inibizione da contatto. Questa è una regolazione precisa. Si può verificare una perdita della normale regolazione del ciclo cellulare -> quindi, si ha una crescita incontrollata di cellule che creano formano, detti tumori. Le cellule tumorali -> ▪ sono sorde, non sentono gli ordini di inibizione da contatto, cioè cominciano a proliferare e non smettono o se queste masse di cellule che sono cresciute (in modo abnorme) restano lì confinate dove si sono formate si parla di tumore benigno. Quindi può capitare che ci siano due geni che portano la stessa informazione (colore capelli/occhi/ ), geneticamente poi se ne manifesta una. L’importante è capire che esistono cromosomi omologhi, ovvero cromosomi che contengono lo stesso gene ma questo non significa che hanno la stessa forma di gene. uno occhi azzurri, l’altro occhi castani = stessa informazione, due forme diverse della stessa informazione. I cromosomi omologhi = sono simili perché contengono lo stesso tipo di gene (=informazione genetica), ma non sono identici, perché possono portare alleli diversi (=forme diverse dello stesso gene). Non sono uniti e uno è di provenienza materna, l’altro paterna. I cromatidi fratelli = sono identici, perché sono uno la copia dell'altro (copie identiche dello stesso cromosoma) e sono uniti per il centromero Negli organismi diploidi, che hanno coppie di cromosomi omologhi, ci può essere lo stesso gene in forme diverse, cioè con alleli diversi. In un organismo diploide ci sono sicuramente 2 alleli, che possono essere identici o differire tra loro. nella mitosi = una cellula che ha 46 cromosomi, genera -> 2 cellule figlie con 46 cromosomi ognuna nella meiosi = una cellula germinale di 46 cromosomi genera -> ben 4 cellule aploidi con 23 cromosomi (il corredo cromosomico si dimezza e in questo dimezzamento c'entrano proprio i cromosomi omologhi) I cromatidi fratelli sono quelli identici, i cromosomi omologhi sono quelli simili ma non identici. MEIOSI = avviene solo nelle cellule germinali. Nelle prime fasi della meiosi si verifica un’unione dei cromosomi omologhi, sul fuso mitotico invece di avere 2 cromatidi fratelli abbiamo la tetrade, cioè 2 cromosomi omologhi ognuno dei quali è costituito da cromatidi fratelli, in totale 4 cromatidi: 2 di origine paterna e 2 di origine materna. Queste tetradi si vanno a disporre all'inizio della meiosi, vicini fra di loro, sul fuso mitotico. Come nella mitosi, anche nella meiosi c’è un’interfase (fase G1, S, G2), dopodiché inizia la meiosi. (Nella mitosi abbiamo la duplicazione nella fase S e una divisione); nella meiosi c'è una duplicazione nella fase S e ben 2 divisioni: • Meiosi I (fase riduzionale) in cui i cromosomi omologhi si separano fra loro, si segregano in 2 cellule diverse, in una cellula avremo 23 cromosomi e nell'altra 23 cromosomi, però ogni cromosoma è formato ancora da cromatidi fratelli. A questa prima divisione ne segue una seconda. Nella Meiosi I - Durante la profase I, quando scompare il nucleolo, si forma il fuso mitotico, la cromatina si condensa e si vedono i cromosomi, questi cromosomi omologhi appaiati che vanno a collocarsi sul fuso, sono talmente vicini che un cromatide fratello di origine paterna e un cromatide fratello di origine materna si legano e si scambiano un pezzo di DNA, questo processo prende il nome di Crossing-over. Crossing over = scambio di geni (DNA) tra cromosomi omologhi, che porta alla variabilità genetica. - Alla fine di questo Crossing-over, si trova un pezzetto di cromatide di origine materna sul cromosoma paterno e viceversa. Alla fine, avremo 4 cromosomi e nessuno è uguale all'altro. Questo processo è importante perché determina la variabilità genetica della prole. - Nella metafase I i cromosomi omologhi si collocano all’equatore del fuso. - Nell'anafase I si separano le coppie dei cromosomi omologhi e migrano ai due poli della cellula.