O gametica I gameti, o cellule germinali, sono cellule specializzate per la riproduzione, prodotte...
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O gametica
I gameti, o cellule germinali, sono cellule specializzate per la
riproduzione, prodotte da individui di sesso diverso.
Il gamete maschile si fonde con quello femminile
in un processo detto Fecondazione.
Dall’unione dei 2 gameti si origina lo Zigote,
la prima cellula del nuovo organismo,
da essa deriveranno, per divisioni mitotiche,
tutte le cellule del nuovo organismo.
Riproduzione Sessuata
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La fusione dei 2 gameti implica l’unione dei corredi
cromosomici di origini diverse, per questo gli individui figli
sono diversi dai genitori e diversi tra loro.
Nella riproduzione sessuata aumenta la variabilità genetica,
cosa che non avviene nella riproduzione agamica.
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Ogni cromosoma è costituito da una coppia di omologhi provenienti ciascuno da un genitore.
L’assetto genetico diploide è indicato come 2n.I Gameti sono aploidi, possiedono una unica serie di cromosomi
ed il loro assetto genetico è detto n, la metà rispetto alle cellule somatiche.
Cellule Aploidi cellule Diploidi
Che differenza c’è tra le cellule somatiche e le cellule germinali?
Le cellule somatiche sono cellule diploidi, possiedono cioè una doppia serie di cromosomi
Il meccanismo che permette di creare cellule n da cellule 2nè detto Meiosi
La Meiosi avviene in organi specializzati, le gonadi
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Da una cellula 2n
che raddoppia il proprio genoma a 4n
tramite 2 divisioni cellulari successive
si ottengono 4 cellule figlie n.
Ciascuna divisione meiotica è articolata i verie fasi:
Meiosi I: Profase I-Metafase I- Anafase I- Telofase I;
Meiosi II: Profase II -Metafase II- Anafase II- Telofase II
La Meiosi
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Profase I:
(n. b. il genoma è stato duplicato, l’assetto cellulare è 4n)
la cromatina si condensa, diventano visibili i cromosomi,
e il fuso mitotico, scompaiono membrana nucleare e
nucleoli.
I cromosomi omologhi
(ciascuno formato da 2 cromatidi fratelli)
di ogni coppia si avvicinano e si appaiano,
Formando una struttura detta tetrade
(la tetrade contiene 4 cromatidi)
A questo punto può verificarsi un fenomeno
caratteristico ed esclusivo della meiosi, il crossing over.
Il crossing over avviene tra 2 cromatidi non fratelli di
una
stessa coppia di cromosomi omologhi.
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Nel crossing over
si ha l’avvicinamento di 2 cromatidi e lo scambio di
parti del cromatide stesso, con la formazione di una
struttura detta chiasma.
Lo scambio tra cromatidi non comporta perdita o
guadagno di materiale genetico, ma solo un
riassortimento.
I cromatidi che hanno subito crossing over sono detti
ricombinanti, quelli che sono rimasti inalterati sono
detti parentali.
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Il crossing over
permette il rimescolamento tra parti di cromosomi,
questo processo di ricombinazione crea nuovi
assortimenti
tra geni materni e paterni,
infatti i geni localizzati sullo stesso cromosoma
possono essere separati dall’evento di crossing over,
che costituisce una ulteriore fonte di variabilità genetica
oltre a quella conferita dalla riproduzione sessuata.
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Metafase I: le tetradi si allineano all’equatore della cellula
ed ogni coppia di cromosomi si attacca ad una fibra del fuso
Anafase I: i cromosomi omologhi di ogni coppia si separano
e migrano ai poli opposti della cellula, trascinati dalle fibre
del fuso. I cromatidi fratelli di ogni coppia sono ancora uniti
a livello del centromero
Telofase I: si verifica l’inverso di quanto avvenuto nella
Profase I e la cellula si divide in due cellule figlie
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Meiosi II
praticamente una mitosi, soltanto che,
non essendo preceduta da una duplicazione
del patrimonio genetico, dimezza l’assetto genetico
della cellula da 2n a n. Poiché ciascuna delle cellule
che hanno subito la Meiosi I vanno incontro alla
Meiosi II,
alla fine del processo meiotico si hanno 4 cellule n.
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Osservazioni conclusive:
la Meiosi produce i gameti necessari alla riproduzione sessuata
e causa un riassortimento nel genoma
tra elementi paterni e materni.
Differenze tra riproduzione sessuata e asessuata
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Cromosoma 1
Le cellule somatiche hanno assetto cromosomico 2n,
cioè ogni cromosoma è presente in doppia copia
Coppia di cromosomi 1 omologhiin una cellula somatica 2n
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Mitosi
Coppiadi cromosomi omologhiin una cellula somatica 2n
duplicazionesegregazione
A aA
a
A’
a’
A A’
a a’
Assortimento cromosomico nelle 2 cellule figlie
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MeiosiMeiosi
Coppia di cromosomi omologhi in una cellula 2n
duplicazione
a
A
a
A’
a’
A A’ a a’
TetradeTetrade
A
A A’ a a’
Cromosomi ricombinanti
A A’ a a’
Crossing-overCrossing-over
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A A’
a a’
A A’
a a’
Assortimento genetico nelle 2 cellule 2n
A A’
a a’
Assortimento genetico nelle 4 cellule n
Meiosi I
Meiosi II
Cromosomi ricombinan
ti
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MitosiAvviene nelle cellule somatichedà 2 cellule figlie
L’assetto cromosomico è costante
C’è una fase S premitotica per ogni divisione cellulare
Non avviene appaiamento di omologhie crossing over
I centromeri si dividono in anafase
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Meiosi Avviene nelle cellule del ciclo sessuale
Due divisioni cellulari successive di una cellulaproducono 4 cellule figlie
L’assetto cromosomico viene dimezzato
Appaiamento dei cromosomi omologhi
Crossing over
Anafase I si separano le coppie di omologhiAnafase II si separano i cromatidi fratelli
A I A II
C’è una unica fase S premitotica per entrambe le divisioni cellulari
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Mutazioni genomiche:
comportano perdita o acquisto di interi cromosomi,
o addirittura dell'intero assetto.
Se l'assetto raddoppia si ha la poliploidia, si ha aneuploidia
se vengono persi od acquistati 1 o più cromosomi.
Le mutazioni di questo tipo sono causate da eventi di non
disgiunzione dei cromosomi o durante la Meiosi I, oppure
dalla non disgiunzione dei cromatidi fratelli alla meiosi II.
Si avranno gameti con una copia doppia di un cromosoma
e gameti che ne saranno totalmente privi.
Mutazioni cromosomiche e genomiche
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Mutazioni Cromosomiche:
rotture di un singolo cromosoma.
Quando un cromosoma si rompe un frammento può andare
perduto (delezione) o attacarsi al cromosoma omologo
(duplicazione) o ad un altro cromosoma non omologo
(traslocazione) oppure attaccarsi al cromosoma originale
ma in modo invertito di 180° (inversione)
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Negli animali i gameti maschili sono detti spermatozoi, quelli femminili cellule uovo.
GametogenesiProcesso di formazione dei gameti, avviene nelle gonadi.
Il processo di formazione dei gameti maschili è la spermatogenesi
N.B.Negli Spermatociti secondari 23
Negli Spermatidi 23
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Il proceso di formazione delle cellule femminili è la oogenesi
N.B.Negli Ovociti secondari 23
Negli Ovociti maturi 23