L informazione genetica è organizzata nel genoma = cromosomi. Da Mauseth (Botanica) Idelson-Gnocchi

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1 Mitosi e Meiosi

2 L informazione genetica è organizzata nel genoma = cromosomi Da Mauseth (Botanica) Idelson-Gnocchi

3 Corredo cromosomico delle cellule somatiche 2 corredi cromosomici (2n) 2 cromosomi omologhi 2 cromatidi fratelli per ciascun cromosoma Cr 1 Cromatidi fratelli dell omologo paterno del cromosoma 1 Cr 2 Cr 3 Cromatidi fratelli dell omologo materno del cromosoma 2 Cr 4 Cr 5 Cr 6 Nel mais (2n = 20) 10 coppie di omologhi, uno di derivazione materna, l altro paterna

4 Corredo cromosomico dei gameti 1 corredo cromosomici (n) 1 omologo per ogni coppa 1 cromatidio per ogni cromosoma Cr 1 Cr 2 Cr 3 Cr 4 Cr 5 Cr 6 Nel mais (n = 10) 10 cromosomi di derivazione o materna o paterna

5 Struttura di un cromosoma cromosoma non replicato braccio centromero braccio

6 Prima della divisione cellulare: - i cromosomi (DNA) si replicano (si duplicano) i cromosomi duplicati sono attaccati tramite i loro centromeri e sono noti come cromatidi fratelli cromatidi fratelli Cromosoma duplicato

7 Cromatidi fratelli Cromosomi figli

8 Mitosi: il meccanismo attraverso il quale a due cellule figlie viene consegnata la stessa quantità di informazione genetica e lo stesso numero di cromosomi Meiosi: il meccanismo attraverso il quale viene dimezzata la quantità di informazione genetica e del numero di cromosomi, mediante la separazione degli omologhi Mitosi 2n= 2 2n =2 n = 1 2n = 2 Meiosi

9 Riproduzione sessuata La riproduzione sessuata consiste nell unione di due cellule (GAMETI) con numero cromosomico n derivate da meiosi n + n GAMIA durante la quale avviene la fusione del loro contenuto 2n il risultato della gamia è una nuova cellula ZIGOTE (2n) Biologia della riproduzione

10 Le piante si accrescono attraverso divisioni mitotiche Embriogenesi Zigote Mitosi Embrione Mitosi Giovane pianticella Mitosi Pianta adulta

11 La divisione cellulare la divisione cellulare nei procarioti coincide con la riproduzione le cellule vegetali si possono raggruppare in base alla loro capacita di dividersi: cellule meristematiche che compiono continuamente la divisione cellulare cellule differenziate, non compiono il ciclo cellulare, ma possono riprenderla tutte le cellule si riproducono per divisione cellulare negli organismi pluricellulari la divisione cellulare e necessaria durante lo sviluppo e per la rigenerazione dei tessuti

12 Ciclo cellulare negli eucarioti ciclo cellulare = l insieme di fasi che intercorrono tra una divisione e l altra 2 fasi principali : Interfase (3 stadi) DNA non condensato (= cromatina) Divisione cellulare mitotica (4 stadi) DNA condensato (= cromosomi)

13 INTERFASE DIVISIONE INTERFASE DIVISIONE INTERFASE DIVISIONE Il ciclo cellulare INIZIO La maggior parte delle cellule passa molto tempo in interfase

14 Le cellule meristematiche (1) sono caratterizzate dalla ripetizione del ciclo: divisione - accrescimento embrionale L accrescimento per divisione (2, 4) che non determina crescita in senso stretto, ne è però il prerequisito. L accrescimento embrionale (3) è una crescita che si produce dopo la divisione, quando ognuna delle due cellule figlie raddoppia le proprie dimensioni grazie alla sintesi di nuovi componenti cellular (G1). A questo punto può aver luogo una nuova divisione cellulare (4) oppure (nel caso di fuoriuscita dal ciclo cellulare) iniziare la crescita per distensione (5) e successivamente differenziarsi. G0

15 Profase la membrana nucleare si rompe i cromosomi condensano e appaiono come fili ogni cromosoma è composto da 2 cromatidi fratelli che sono uniti al centromero i nucleoli scompaiono

16 Metafase formazione del fuso mitotico formazione del complesso cinetocorico formazione della piastra metafasica verde: tubuline; blu: DNA

17 Da Mauseth (Botanica) Idelson- Gnocchi Ruolo dei microtuboli cinetocorici del fuso nella divisione mitotica

18 Anafase i due cromatidi fratelli si separano le fibre del fuso si accorciano e attraggono i cromatidi verso i poli

19 Telofase despiralizzazione dei cromosomi inizio della formazione della membrana nucleare dei due nuclei figli formazione dei nucleoli disintegrazione delle fibre del fuso inizio della citocinesi con formazione, a livello della piastra equatoriale, del fragmoplasto che guiderà la neoformazione della parete cellulare.

20 Da Mauseth (Botanica) Idelson-Gnocchi Citodieresi

21 Meiosi in cui ciò che era del padre e della madre, anzi dei padri e delle madri, è mescolato (Italo Calvino: Ti con zero)

22 La meiosi riguarda la produzione delle cellule della linea germinale Il ciclo vitale delle piante è un alternanza di generazioni diploidi (2n) ed aploidi (n). La generazione diploide produce quella aploide attraverso il processo meiotico durante il quale si ha il dimezzamento del numero cromosomico (da 2n ad n); la generazione aploide produce quella diploide (da n a 2n) attraverso l unione dei gameti (n). Attraverso la Meiosi una singola cellula diploide (2n), dopo aver replicato una sola volta il suo DNA, forma quattro cellule aploidi (n) che possono essere gameti (negli animali) o spore (nei vegetali)

23 La meiosi avviene secondo due fasi principali, dette rispettivamente prima e seconda divisione meiotica, o meiosi I e meiosi II. - Meiosi I (riduzionale): avviene la duplicazione del materiale genetico - Meiosi II (equazionale): non avviene duplicazione del DNA 2n = 4 n =2

24 Meiosi I Crossing over Segregazione indipendente degli omologhi Ad ogni polo vi è un corredo aploide di cromosomi ma ogni cromosoma è ancora costituito da 2 cromatidi fratelli.

25 Crossing over Ogni cromosoma si ritrova cambiato, fatto di segmenti che prima erano chi dell uno e chi dell altro (Italo Calvino: Ti con zero) Il crossing-over è un evento casuale che avviene mediante appaiamento dei cromosomi omologhi (formazione delle tetradi) permette la formazione di nuove combinazioni di cromosomi diversi rispetto a quelli materni e paterni

26 La distribuzione dei geni rimane invariata, quello che cambia è la combinazione degli alleli di loci diversi lungo il cromosoma Il crossing over avviene tra cromatidi omologhi non fratelli in un punto di contatto chiamato chiasma

27 s allontana dall altro ormai cambiato anch esso, marcato dagli scambi alterni dei segmenti, e già due cellule si stanno distaccando (Italo Calvino: Ti con zero)

28 Assortimento indipendente dei cromosomi Per 2 coppie di omologhi= 2 2 possibili combinazioni. Nel mais 20 coppie di omologhi= 2 20 possibili combinazioni ( ) Assortimento indipendente dei cromosomi parentali e crossing over generano infinita variabilità nei gameti

29 Meiosi II Si parte da una cellula 2n con cromosomi dicromatidici per arrivare alla fine delle due meiosi a 4 cellule n con cromosomi monocromatidici

30 Si allontanano gli omologhi Si allontanano i cromatidi

31 Confronto Mitosi-Meiosi Mitosi Meiosi Gli omologhi non si appaiano Cromatidi fratelli Cromosomi omologhi Gli omologhi si appaiano in profase I (tetrade) Il crossing over non avviene I centromeri si dividono in anafase Processo conservativo: le cellule figlie sono identiche alle parentali Si verifica almeno un crossing over per coppia di omologhi I centromeri si dividono solo in anafase II. In anafase I si ha la separazione degli omologhi e non dei cromatidi Il processo promuove la variabilita tra i prodotti della divisione cellulare

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