Cromosomi MITOSI MEIOSI

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Federigo Cavalli
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1 Cromosomi MITOSI MEIOSI

2 sezione di un nucleo

3 Una visione semplificata del ciclo della cellula eucariote

6 Il DNA con le proteine ad esso associate (cromatina) va incontro, durante il ciclo cellulare, ad un ciclo di condensazione e decondensazione. La condensazione della cromatina e e massima durante la mitosi, soprattutto alla metafase delle mitosi; e e per questo che, con opportune tecniche, e e possibile, in questa fase, visualizzare i cromosomi. Se non applico tecniche di analisi cromosomica alla mitosi visualizzo cromatina condensata, che acquista varie forme a seconda dello stadio della mitosi Dopo la mitosi la cromatina inizia nuovamente a decondensarsi e non si visualizzano i cromosomi

7 Condensazione della cromatina alla mitosi Nucleo in interfase: la cromatina e e decondensata In particolare, l immagine l mostra alcune alterazioni che possono avvenire durante il processo mitotico

8 Utilizzando particolari tecniche di allestimento di preparati cromosomici e e possibile alla metafase della mitosi visualizzare i cromosomi

9 Corredo cromosomico normale nell uomo

10 Cariotipo normale Cariotipo patologico

14 coesine condensine Da cosa dipende la condensazione della cromatina? Che cosa unisce i due cromatidi fratelli di uno stesso cromosoma?

16 L azione delle condensine nella compattazione dei cromosomi Le condensine compattano il DNA cromosomico con una manovra a tenaglia Condensina

17 L esistenza di un cromosoma si basa su 3 componenti Telomeri Origine di replicazione Centromero

18 Due meccanismi di divisione cellulare: mitosi e meiosi La mitosi e e sempre preceduta da una fase S di replicazione del DNA ; alla mitosi si separano i cromatidi di ogni cromosoma; la mitosi mantiene costante il numero di molecole di DNA di una cellula da generazione in generazione La meiosi consta di due divisioni cellulari: la prima divisione meiotica e e preceduta da una fase S di replicazione del DNA e porta alla separazione dei due cromosomi omologhi La seconda divisione meiotica non e e preceduta da una fase S di replicazione del DNA e porta alla separazione dei due cromatidi fratelli di ogni cromosoma omologo; e e quindi simile ad una mitosi, ma, a differenza della mitosi, non e e preceduta dalla fase S. La meiosi porta alla formazione dei gameti che hanno un corredo cromosomico dimezzato

19 Le fasi della mitosi DNA Fuso mitotico Un frammento cromosomico e e visibile

21 Profase Prometafase

22 Metafase Anafase

23 Telofase Citodieresi

24 Due macchine citoscheletriche che operano nella fase M Il fuso mitotico si assembla per primo e segrega i cromosomi L anello contrattile si assembla piu tardi e divide la cellula in due

25 Tre classi di microtubuli del fuso mitotico in una cellula animale Microtubuli astrali Microtubuli del cinetocore Microtubuli sovrapposti

26 Centrosoma duplicato: ciascun centrosoma contiene una coppia di centrioli (uno tagliato in senso trasversale, l altro in senso longitudinale); i centrioli sono contenuti in una matrice (verde)

Replicazione del centriolo Il centrosoma consiste di una coppia di centrioli e di una matrice associata; in G1 i due centrioli della coppia si separano di pochi micrometri; in S un centriolo figlio

27 Replicazione del centriolo Il centrosoma consiste di una coppia di centrioli e di una matrice associata; in G1 i due centrioli della coppia si separano di pochi micrometri; in S un centriolo figlio inizia a crescere vicino alla base di ciascun centriolo madre ed a angolo retto rispetto ad esso; l allungamento del centriolo e completato nella fase G2; le due coppie di centrioli restano vicine fino all inizio della fase M; quindi, il complesso si divide in due e le due meta iniziano a separarsi; ciascun centrosoma nuclea i microtubuli dell aster

Il ciclo del centrosoma Il centrosoma si duplica in interfase in preparazione alla mitosi; una coppia di centrioli e associata alla matrice del centrosoma che nuclea la crescita dei microtubuli.

28 Il ciclo del centrosoma Il centrosoma si duplica in interfase in preparazione alla mitosi; una coppia di centrioli e associata alla matrice del centrosoma che nuclea la crescita dei microtubuli. La duplicazione del centriolo inizia in G1 ed e completa in G2; inizialmente le due coppie di centrioli e la matrice del centrosoma formano un complesso unico; all inizio di M questo complesso si separa in due meta ; ciascuna nuclea il proprio aster; alla fine della profase i microtubuli che interagiscono fra i due aster si allungano e i due aster si allontanano seguendo il contorno del nucleo; si forma un fuso mitotico bipolare; in metafase viene demolito l involucro nucleare ed i microtubuli interagiscono con i cromosomi

29 Microtubuli sovrapposti e proteine motrici

31 I microtubuli del cinetocore si accorciano I microtubuli sovrapposti scivolano e si allungano Le forze che separano i cromosomi in anafase

32 Mitosi primitive Mitosi chiuse Mitosi aperta

34 Metafase multipolare Metafase contratta Ponte anafasico Ponte telofasico Mitosi anormali in cellule umane trattate con cromo esavalente

36 Nuclei e micronuclei

37 meiosi Prima divisione meiotica

38 Mitosi e Meiosi a confronto Disposizione sintelica dei cromosomi omologhi sul fuso meiotico Disposizione anfitelica (ad uguale distanza dai poli) dei cromosomi sul fuso mitotico

39 Alla prima divisione meiotica si separano i cromosomi omologhi Alla seconda divisione meiotica si separano i cromatidi fratelli

La profase della meiosi comprende: Leptotene ( leptos, aspetto sottile dei cromosomi; in realtà ogni cromosoma omologo e e rappresentato dai due cromatidi; ogni cromosoma si presenta attaccato con

40 La profase della meiosi comprende: Leptotene ( leptos, aspetto sottile dei cromosomi; in realtà ogni cromosoma omologo e e rappresentato dai due cromatidi; ogni cromosoma si presenta attaccato con entrambe le estremità alla parete interna dell involucro nucleare, mediante una piastra di attacco; si sta assemblando il complesso sinaptinemale). Zigotene (zeognumi, accoppiarsi,, i cromosomi omologhi iniziano ad accoppiarsi).

41 Pachitene (pacus, robusto,, i cromosomi omologhi hanno completato l appaiamento l ed e e completamente costituito il complesso sinaptinemale: esso appare costituito da due assi proteici, elementi laterali, rossi,, dai quali si dipartono i due cromosomi omologhi; da un elemento centrale, blu ; da filamenti trasversali,, linee sottili nere ). Diplotene (duplos, doppio; i due cromosomi omologhi appaiono costituiti da due cromatidi; i due cromosomi omologhi iniziano a separarsi l uno l dall altro; altro; restano ancora uniti a livello dei chiasmi; in questo stadio i cromosomi formano delle tetradi; si sta disassemblando il complesso sinaptinemale) Segue poi la Diacinesi (dia, attraverso; ; cuneo, muovere, stadio di transizione verso la metafase)

42 Il chiasma non e la causa della ricombinazione, ma una conseguenza. Ricerche suggeriscono che esso rappresenti cio che rimane dell evento di ricombinazione

43 Grazie alla meccanica di distribuzione dei cromosomi alla Meiosi si possono ottenere 2 n possibili gameti(a) n e il numero di coppie di cromosomi omologhi che considero Anche il crossing over incrementa la variabilità dei gameti (B)

44 La variabilità dei gameti puo anche essere incrementata da scambi fra cromatidi fratelli, che si verificano alla II divisione meiotica, in tratti cromosomici, che erano andati incontro, precedentemente, a crossing over multipli

45 Meccanismi di induzione di trisomie 1)Non disgiunzione meiotica 2)Fusione centrica In generale, se non si puo realizzare un corretto appaiamento dei cromosomi omologhi, non puo avvenire neanche una corretta disgiunzione; i due cromosomi omologhi migrano insieme allo stesso polo

46 Fusione centrica o traslocazione robertsoniana

47 Fusione centrica o trslocazione robertsoniana

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