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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores Invito alla biologia.blu Dagli organismi alle cellule 2
Capitolo A8 La divisione cellulare: mitosi e meiosi 3
La divisione delle cellule Nei procarioti e negli eucarioti unicellulari la divisione cellulare determina l aumento del numero d individui di una popolazione. Negli eucarioti pluricellulari è il processo che permette all organismo di aumentare le proprie dimensioni o di riparare tessuti danneggiati. 4
La divisione cellulare nei batteri 5
La divisione nelle cellule eucariote Nel ciclo cellulare degli eucarioti si alternano periodi di crescita e di divisione (mitosi). 6
Le fasi del ciclo cellulare Interfase Occupa il 90% dell intero ciclo ed è suddivisa nelle fasi G 1, S e G 2. Mitosi È la fase di separazione dei cromosomi che si posizionano ai lati opposti della cellula. Citodieresi È la fase di separazione in cui il citoplasma viene ripartito tra le due cellule figlie. 7
La mitosi (1) Si duplicano il DNA e i centrioli, ma i cromosomi non sono distinguibili all interno del nucleo. In alcuni organismi si possono vedere due coppie di centrioli su un lato del nucleo, fuori dalla membrana nucleare. La cromatina si condensa e i cromosomi sono ora visibili al microscopio ottico. Vengono disassemblati i microtubuli del citoscheletro che formeranno il fuso. Le coppie di centrioli migrano verso i poli. Comincia la formazione del fuso. Scompare il nucleolo. La membrana nucleare si disperde in frammenti. I centrioli raggiungono i poli della cellula. I cromosomi, ciascuno formato da due cromatidi, iniziano a spostarsi verso il piano equatoriale della cellula, manovrati dalle fibre del fuso. 8
La mitosi (2) I cromosomi, formati da coppie di cromatidi, si dispongono sul piano equatoriale della cellula. I cromatidi si separano, ognuno tirato dalle fibre del fuso verso i poli; ogni cromatidio costituisce ora un cromosoma singolo. I cromosomi hanno raggiunto i poli opposti, il fuso comincia a disperdersi. Si formano nuove membrane nucleari intorno ai due assetti cromosomici che ritornano a essere diffusi. 9
La citodieresi È il processo di divisione del citoplasma. Segue la mitosi dopo la telofase. Divide generalmente la cellula in due parti uguali. 10
La riproduzione sessuata Nella maggior parte degli organismi pluricellulari la riproduzione avviene per via sessuata. I genitori producono i gameti, cellule specializzate con corredo cromosomico aploide. Con la fecondazione, un gamete maschile (spermatozoo) si unisce a un gamete femminile (cellula uovo) dando origine allo zigote diploide, che formerà un nuovo individuo. Il patrimonio genetico del nuovo individuo è una combinazione di quello dei due genitori. 11
La prima divisione meiotica (1) 12
La prima divisione meiotica (2) 13
La seconda divisione meiotica Dopo la meiosi I si verifica una seconda divisione, chiamata meiosi II; questa è simile alla mitosi, ma non è preceduta dalla duplicazione del materiale cromosomico. I due cromatidi presenti in ciascun nucleo, che si è formato al termine della meiosi I, si separano e migrano verso i poli opposti del fuso. 14
Il crossing over Tra due cromosomi omologhi avviene uno scambio di materiale genetico a livello dei cromatidi. 15
I cromosomi e il cariotipo 16
Meiosi e malattie genetiche La sindrome di Down consiste in un alterazione al numero di autosomi, chi ne è affetto possiede tre copie del cromosoma 21. Altre trisomie umane sono la sindrome di Edwards e la sindrome di Patau, dovute rispettivamente alla trisomia della 18 e della 13 coppia di autosomi. La non-disgiunzione può produrre anche individui con un numero anomalo di cromosomi sessuali, come la sindrome di Klinefelter (XXY). Le donne portatrici di un solo cromosoma X (X0) sono affette dalla sindrome di Turner. Il loro cariotipo è costituito da 45 cromosomi (22 coppie di autosomi e un solo cromosoma X); questo è l unico caso conosciuto di individui vitali con un cromosoma in meno. 17