Le cellule e le divisioni cellulari

Le cellule e le divisioni cellulari

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Tutti gli esseri viventi, ad eccezione dei virus, sono formati da cellule

La cellula procariotica -Parete cellulare peptidoglicano Nucleoide -batteri -replicazione in 20 1 batterio Non c e una distinta organizzazione intracellulare 6 miliardi di cellule figlie in 11 ore

I batteri

ganelli La cellula eucariotica

Il nucleo delle cellule eucariotiche

Nel nucleo delle cellule eucariotiche: i cromosomi

I cromosomi sono : -Composti di DNA a doppia elica, in una forma fortemente superavvolta ed impaccata in una matrice proteica -Coinvolti nella trasmissione dell informazione genetica -Coinvolti nella corretta espressione dell informazione genetica nel tempo e nello spazio

I cromosomi sono fatti di DNA DNA di 1 cromosoma lungo da 2,5 e 5 cm Il DNA di tutti i cromosomi umani e lungo piu di 1 metro!

I cromosomi sono filamentosi Nucleo di una cellula di stomaco di ratto

Struttura dei cromosomi

I cromosomi variano in numero tra specie diverse. Organism Bacteria Number or chromosomes (n) 1 Genome size in base pairs ~400,000 - ~10,000,000 Yeast Worm Fly Weed Human 12 6 4 5 23 14,000,000 100,000,000 300,000,000 125,000,000 3,000,000,000

Numero di cromosomi (2n) in alcuni animali Species # Species # Common fruit fly 8 Guinea Pig [24] 64 Dove [citation needed] 16 Garden snail [25] 54 Earthworm Octodrilus complanatus [26] Domestic cat Domestic pig Lab mouse 40 Lab rat 42 Rabbit [citation needed] 44 Syrian hamster 44 [citation needed] Hare 46 Human [27] 46 Gorillas, Chimpanzees [27] 48 Domestic sheep 54 Elephants [28] 56 Cow 60 Donkey 62 Horse 64 Dog [29] 78 Kingfisher [30] 13 2 Goldfish [31] 100-104 Silkworm [32] 56 36 38 Tibetan fox 36 38

e per dimensioni Cromosomi omologhi -> coppia di ciascun cromosoma, ereditati uno dal padre e uno dalla madre, uguali per struttura e distribuzione di loci genici ma non identici

Centromero vi si attaccano le fibre del fuso Centromero

Posizione del Centromero

Le colorazioni dei cromosomi Giemsa, reagisce col DNA dopo proteolisi Bande G-light (geni piu attivi) Bande G-Dark (DNA piu densamente spiralizzato) Utili per distinguere le diverse regioni cromosomali

Il cariotipo spettrale (SKY)

I cromosomi politenici di Drosophila cromocentro

I cromosomi sono finemente impacchettati Ogni cellula contiene 2m di DNA In totale abbiamo circa 10 13 cellule In totale abbiamo 2x10 13 m di DNA Distanza Terra-Sole 1.5x10 11 m 50 volte la distanza Terra-Sole! Il DNA della cellula umana e impacchettato in modo da formare 46 cromosomi condensati nel nucleo

Ad ogni cromosoma corrisponde una molecola di DNA Elettroforesi in campo pulsato I 16 cromosomi di Saccaromyces Cerevisiae

I cromosomi sono fatti di cromatina

Le proteine istoniche Vari gradi di impaccamento I grado. Trattamento salino solenoide H4 Trattamento con DNA-asi stacca le perle H1 sostegno ed impalcatura degli ottameri

Il nucleosoma

Vari gradi di impaccamento II grado. Trattamento salino ad alta concentrazione Solenoide (30 nm), ulteriore grado di condensazione organizzato da H1 Nei cromosomi metafasici il solenoide si spiralizza ancora attorno ad un impalcatura a livello delle regioni SAR, o regioni di attacco dell impalcatura SAR

Eucromatina ed eterocromatina Bande scure Eterocromatina Bande chiare Eucromatina

Anatomia di un cromosoma Zone inattive Zone attive

Eucromatina.impacchettamento piu lasso.geni attivi Eterocromatina.Costitutiva sempre spenta.facoltativa si puo riattivare

I cromosomi contengono diversi tipi di DNA DNA eucariotico Geni attivi DNA ripetitivo DNA spaziatore Sequenze funzionali Sequenze prive di funzione nota Pseudogeni e sequenze non codificanti ma funzionali Eterocromatina del centromero, ripetizioni in tandem e sequenze trasposte

La teoria cromosomica dell eredita I cromosomi si mantengono costanti in numero -nelle cellule dello stesso organismo, -da un organismo all altro della stessa specie -di generazione in generazione nell ambito di una specie In che modo i cromosomi si mantengono costanti?

Nella Mitosi la cellula riproduce se stessa ed il numero dei cromosomi per cellula si mantiene uguale alla cellula originale Mitosi: divisione cellulare delle cellule somatiche

Il ciclo cellulare G0

MITOSI Interfase.si replica il DNA:ogni cromosoma duplica se stesso in 2 cromatidi fratelli Profase.i cromosomi cominciano a condensarsi e a diventare visibili Metafase.i cromatidi fratelli si dispongono sul piano equatoriale della cellula Anafase.i cromatidi fratelli sono tirati verso i poli opposti della cellula Telofase.i cromosomi fratelli separati si trovano ai poli opposti della cellula e si formano 2 nuclei Citocinesi.si separa il citoplasma e si completa la formazione di 2 cellule

Differenze nella Citocinesi tra cellula vegetale ed animale

Centrosomi ai poli opposti della cellula da cui si diffonde l aster dei microtubuli Massimo grado di condensazione dei

MEIOSI Nel1883 Eduard Van Beneden, lavorando con cellule uovo di un nematode osservo che conteneva la meta dei cromosomi delle cellule somatiche e che il numero originale dei cromosomi veniva ristabilito alla fecondazione Cellule diploidi Cellule aploidi

iploide-> 2 assetti di cromosomi omologhi per cellula (2n) ploide-> 1 solo assetto di cromosomi (n)

Con la meiosi una cellula diploide (2n) divanta aploide (n) Se non ci fosse la meiosi la fusione di 2 gameti diploidi umani produrrebbe 46 (2n) 46 (2n) x 92 (4n) 92 (4n) 92 (4n) x 184 (8n)

La meiosi assicura il mantenimento del numero corretto dei cromosomi attraverso le generazioni e genera variabilita genica 23 (n) 23 (n) x 46 (2n) meiosi 23 (n) 23 (n) x 46 (2n)

MEIOSI I divisione. Riduzionale si separano i cromosomi omologhi II divisione. Equazionale si separano i cromatidi fratelli

elomeri sono taccati alla embrana cleare 2n Profase I Bivalenti, cromosomi omologhi appaiati, 4 molecole di DNA o tetrade ossing-over ase in ui sono loccati li oociti (n) (n) orredo omosomale loide (n) (n) (n) (n) (n)

Il complesso sinaptinemale hiasma

Crossing-over scambio di pezzi di DNA fra i cromatidi non fratelli-> mescolamento genico aterno aterno

Errori meiotici

Errori meiotici Non disgiunzione cromosomale alla divisione meiotica I o II Cariotipo di Sindrome di Down

Non disgiunzioni meiotiche del cromosoma 21 oocita Cellula uovo oocita Cellula uovo normale Sindrome di Down

Non disgiunzioni meiotiche dei cromosomi sessuali XY: Sindrome di Turner e Klinefelter Aneuploidie

se il corredo cromosomale fosse 3n? Caso di poliploidie comune nelle piante che si possono riprodurre anche asessualmente (es per talea, bulbi etc. ), ma raro negli animali

Problema nella meiosi?

La formazione dei gameti Inizia alla puberta si duplicano per mitosi e gia nella vita embrionale iniziano la meiosi Bloccato in diplotene fino alla puberta Differenziamento lungo i tubuli seminiferi

Alternanza di generazioni nelle piante

Ciclo vitale di Saccharomyces Cerevisiae Riproduzione asessuale per gemmazione aploide Tipi sessuali opposti a e α

Ciclo vitale di Drosophila Melanogaster -28 C, 7 days -30 C, 11 days -25 C, 8.5 days