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1 Processo di fecondazione, la meiosi e la mitosi; La fecondazione nei mammiferi è il processo attraverso il quale l ovulo femminile viene fecondato dallo spermatozoo maschile. Dal processo di fecondazione si generano attraverso un processo detto meiosi le cellule riproduttive dette zigote. La cellula detta zigote si dividono per mitosi originando cellule figlie dette blastomeri. La meiosi è pertanto il processo attraverso il quale si formano le cellule riproduttive. Il processo meiotico è fondamentale nella riproduzione sessuale ed è attraverso la ricombinazione delle informazione proveniente dalle cellule dei due soggetti che si sono accoppiati (maschio/femmina) che avverrà la nascita dei nuovi individui che avranno caratteristiche sempre diverse dai genitori e dai fratelli, ogni individua sarà per effetto del processo meiotico unico e diverso da tutti gli altri. Nel processo meiotico ogni genitore fornisce un corredo cromosomico semplice aploide che attraverso la fusione (fecondazione) dei due corredi rimescolati e dimezzati ricostituisce il corredo intero dando origine ad una nuova singola cellula. Il processo meiotico si compone di due fasi: - Meiosi I ; E la prima divisione meiotica si evidenziano i cromosomi, ciascuno costituito da due cromatidi. Questi cromosomi (metà di origine paterna e metà di origine materna), dopo aver subito alcuni processi durante la profase, si portano al piano equatoriale della cellula qui, senza dividersi nei due cromatidi, si attaccano alle - Riproduzione riservata - 1

2 fibre del fuso per migrare verso i due poli in modo tale che, di ogni coppia di cromosomi omologhi, una si dirige verso un polo e l'altra al polo opposto. A conclusione della prima divisione meiotica, si hanno così due cellule dette zigote con corredo cromosomico diploide, ciascuna con la metà esatta dei cromosomi omologhi. - Meiosi II ; La seconda divisione meiotica non è preceduta da alcuna duplicazione del DNA ed è molto simile alla divisione mitosica. I cromosomi, costituiti da due cromatidi, si portano all'equatore e si attaccano alle fibre del fuso; i due cromatidi di ciascun cromosoma si separano migrando ai poli. Si formano così quattro cellule, ciascuna con un corredo aploide di cromosomi e con un diverso assortimento dei cromosomi di origine materna e paterna. Durante questa separazione vi è una distribuzione indipendente dei cromosomi paterni e materni per cui, alla fine, vi sarà un diverso assortimento dei cromosomi nelle quattro cellule figlie. Nel disegno sopra le fasi da 1 a 5 illustrano il processo di meiosi I, le fasi 6 e 7 il processo di meiosi II. Al termine del processo il 50% dei geni di ciascun genitore sarà perso per sempre, e si è verificato quel rimescolamento dei cromosomi che produrrà soggetti diversi tra loro e dai genitori stessi. Da un punto di vista genetico, la meiosi assume una grande importanza perché rappresenta il modo in cui possono formarsi nuove combinazioni di geni e, quindi, rende possibile la variabilità genetica tra individui della stessa specie. Infatti, già con - Riproduzione riservata - 2

3 il crossing-over, ovvero con lo scambio di porzioni di DNA tra cromatidi di due cromosomi omologhi, al momento della profase I, avviene una prima modificazione dell assortimento di geni rispetto a quello della cellula madre. Inoltre, occorre considerare che la divisione dei due cromosomi omologhi durante la fase di anafase I avviene in modo casuale ciò significa che non è prestabilito il polo della cellula verso cui migrerà ciascun cromosoma. Dunque, a partire da una cellula madre, si formano con la prima divisione meiotica due cellule diploidi che sono geneticamente differenti tra loro e diverse da qualsiasi altra coppia di cellule che derivano dalla stessa cellula madre. La variabilità genetica è assicurata anche dai meccanismi di mutazione spontanea che assumono un ruolo essenziale nei processi evolutivi, secondo il concetto di selezione naturale. Sono dette monotociche quelle specie che producono normalmente un solo uovo alla volta e quindi producono un solo figlio, ad esempio gli uomini, i cavalli, i bovini. Sono dette politociche quelle specie che invece producono più uova da fertilizzare e pertanto producono molti piccoli, ad esempio i cani, gatti, suini. Durante il processo meiotico sono prodotti organi altamente specializzati che mantengono le loro molteplici funzioni durante la vita dell individuo. Non tutti i geni sono attivi per tutta la durata della vita, alcuni terminato il loro compito non sono più utilizzati, ad esempio i geni che stabiliscono quante dita avrà un individuo devono essere attivi solo allo stadio di sviluppo embrionale e nel momento in cui deve essere determinato il numero delle dita. Nel filamento del cromosoma si possono verificare rotture e nel processo di riattacco si può avere il rigirarsi del segmento staccato cambiando l ordine dei geni lungo il cromosoma, questa inversione può interferire con l appaiamento durante la meiosi riducendo la fertilità negli individui. - Riproduzione riservata - 3

4 Ciascun cromosoma porta geni in molti loci che influenzano una moltitudine di caratteri. I loci sono uniti insieme ed il loro legame fisico porta a far sì che gli alleli siano ereditati insieme piuttosto che seguire il riassorbimento casuale durante la formazione dei gameti. Durante la divisione e la ricongiunzione dei cromosomi che avviene nel processo meiotico gli alleli lungo il filamento del cromosoma possono assumere nuove combinazioni denominate ricombinanti o crossing-over. Queste nuove combinazioni appaiano in ogni nuova generazione. Maggiore è la distanza tra i loci e maggiore è la possibilità di avere nuove combinazioni dette ricombinanti, nei loci che sono fisicamente vicini vi è minore possibilità di scambio di alleli. I caratteri fissati e che si trasmettono di generazione in generazione sono pertanto generati da geni in loci posti a breve distanza. La mitosi è il processo attraverso il quale le cellule si replicano, tra i compiti della mitosi vi è quello di assicurare che il patrimonio cromosomico delle cellule figlie sia uguale a quello della madre. Questo processo è sempre in corso come parte della normale crescita e del mantenimento del corpo, il rallentamento del processo porta all invecchiamento graduale dell individuo le cellule che muoio non vengono sostituite dalle nuove. L interfase è la fase di riposo della cellula. La mitosi si compone delle seguenti fasi: a) Profase b) Metafase c) Anafase - Riproduzione riservata - 4

5 d) Telofase Schema del processo mitosico attraverso il quale le cellule si duplicano: - Riproduzione riservata - 5

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