Divisione cellulare - Ciclo cellulare, Ciclo riproduttivo, Determinazione del sesso, Errori della meiosi, Leggi di Mendel

Divisione cellulare

La divisione cellulare è un processo attraverso il quale da una cellula madre si formano due cellule lie.

Nelle cellule procariote la divisione corrisponde alla riproduzione:

Si formano due catene di DNA

Per ripiegamento della membrana cellulare si divide la cellula

Nelle cellule eucarioti la divisione corrisponde al ciclo cellulare.

Ciclo cellulare

Il ciclo cellulare ha la funzione di rigenerare le cellule

Fase G (Fase di crescita) la cellula cresce di volume

Fase S ( Fase di duplicazione del DNA), il DNA si duplica all'interno della cellula

Fase G₂ (Fase di preparazione alla divisione), la cellula si prepara a dividersi, il DNA inizia a organizzarsi in cromosomi

Fase M (Mitosi) fase in cui si divide il nucleo

Fase C  (Citodieresi), si completa la divisione, si divide il citoplasma e la membrana cellulare

Negli eucarioti unicellularièriproduzione

Negli eucarioti pluricellulariè ciclo cellulare, che ha la funzione di rinnovare le cellule dell'organismo

Fase M (Mitosi)

In questa fase dle ciclo cellulare avviene la divisione del nucleo

1. Profase: la cellula madre ha un solo nucleo; i cromosomi, a 4 braccia diventano visibili (46 nell'uomo); se la membrana nucleare; ci sono due organuli (cetrioli) che si posizionano nella zona sopra e sotto i cromosomi: i cetrioli sono formati da microtubuli (ciglia e flagelli); i microtubuli dei cetrioli si accrescono l'uno verso l'altro fino a fondersi assieme; si forma un reticolo di microtubuli, contenente i cromosomi; questo reticolo viene chiamato fuso mitotico. All'interno del fuso mitotico sono visibili i cromosomi.
2. Metafase: i cromosomi si posizionano a metà del fuso mitotico
3. Anafase: i cromosomi si dividono; due braccia vanno verso la parte superiore e le altre due verso quella inferiore. I cromosomi si spostano lungo il fuso mitotico che usano come mezzo di trasporto. In anafase si divide la parte originale dalla coppia che è stata formata quando il DNA si è duplicato
4. Telofase: attorno a ogni gruppo di cromosomi si riforma una membrana nucleare. I cromosomi ritornano alla forma di cromatina e se il fuso mitotico.

I cinefocori (proteine che uniscono i centromeri)

permettono il legame tra le braccia originali e quelle duplicate

legano i cromosomi al fuso mitotico

permettono il movimento delle due braccia separate affinché si allontanino in anafase

Alla fine della mitosi di devono dividere il citoplasma e la membrana.

Fase C (Citodieresi)

Nelle cellule animali: il restringimento delle membrane avviene grazie alle fibre del citoscheletro che scorrono in versi

opposti, facendo si che lo spazio interno

si restringa. Ogni molecola ha così la sua

membrana e quindi anche il suo citoplasma.

Nelle cellule vegetali: oltre al citoplasma e alla membrana deve essere divisa anche la parete cellulare. All'inizio di questa citodieresi le vescicole contenenti polisaccaridi (pectina) si spostano verso il centro.

Le vescicole fondono le loro membrane tra di loro e formano una struttura detta lamella mediana, composta da due membrane parallele che si formano dalla membrana delle vescicole; tra le due membrane viene depositata pectina.

La lamella si forma al centro delle cellule e si accresce fino ai lati fino a raggiungere la membrana cellulare.

Si formano due membrane una attorno

a ogni nucleo; tra le due membrane

rimane uno strato di pectina, poi

ognuna delle 2 cellule deposita

all'esterno cellulosa così viene

formata la parete cellulare.

Negli organismi pluricellulari i tempi possono essere anche molto lunghi. La divisione cellulare è controllata dal rapporto tra superficie e volume della cellula. S / v < rallentano gli scambi tra interno e esterno perché c'è troppo volume in proporzione alla superficie cellulare; rallenta il metabolismo allora la cellula o muore o va in divisione; se la divisione è incontrollata si ha il cancro.

Ciclo riproduttivo

Negli organismi pluricellulari è necessario per la riproduzione la formazione di cellule riproduttive (GAMETI) o cellule APLOIDI. Si parte da un organismo formato da cellule somatiche (cellule con un numero di cromosomi normale o DIPLOIDI), da queste si formano i gameti (solo da alcune), che hanno numero di cromosomi  dimezzati rispetto a quello delle cellule somatiche. Il processo che forma i gameti si chiama meiosi. Dall'unione di due gameti di due individui diversi si forma la prima cellula del nuovo individuo (ZIGOTE); lo zigote si divide per mitosi e forma un EMBRIONE, che si divide ulteriormente e forma un individuo (questo ciclo è detto ciclo sessuato).

Fasi meiosi:

Da una cellula somatica si formano 4 gameti;

1. Profase I

Se la membrana nucleare

Si distinguono i singoli cromosi (4 braccia perché il DNA si è duplicato)

Si forma il fuso meiotico

2. Metafase I

I cromosomi si dispongono a metà del fuso meiotico; si appaiano

Ogni cromosoma di origine paterna sia accoppia con il rispettivo di origine materna.

Quando i cromosomi si appaiano si scambiano dei segmenti; fase chiamata crossing over

3. Anafase I

Si separano le coppie di cromosomi; i due cromosomi di ogni coppia vengono detti OMOLOGHI; la fase di separazione è detta SEPARAZIONE DEGLI OMOLOGHI; un cromosoma si sposta nella parte superiore e uno nella parte inferiore; alla fine abbiamo 2 gruppi di 23 cromosomi( con ancora 4 braccia)

4. Telofase I

I cromosomi non sono più distinguibili e si riforma la cromatina

Si formano 2 membrane nucleari una su e l'altra giuù; se il fuco meiotico

5. Citodieresi I

In questa fase viene chiusa la membrana cellulare e si formano due cellule ognuna con 23 cromosomi, dalla forma di cromatina con ancora 4 braccia.

Il primo ciclo della meiosi ha dimezzato il numero di cromosomi

6. Profase II

In queste due cellule riappare il fuso meiotico, con ancora i cromosomi visibili a 4 braccia

7. Metafase II

I cromosomi di dispongono a metà del fuso meiotico

8. anafase II

in ognuna delle due cellule si dividono le braccia originali delle coppie, metà su e metà giù; si formano 4 gruppi di 23 cromosomi

9. Telofase II

Se il fuso meiotico e attorno alla cromatina si riforma una membrana nucleare; alla fine della telofase ci sono 2 cellule con 2 nuclei, in ognuno 23 cromosomi con 2 braccia

10. Citodieresi II

Si divide la membrana nucleare e si formano 4 cellule (4 gameti)

Determinazione del sesso

Nell'uomo il sesso si fa è determinato dalla 23esima coppia di cromosomi(coppia di cromosomi sessuali). I cromosomi sessuali sono di due tipi x e y, negli individui maschi la combinazione e xy e nelle femmine è xx.

Il padre può formare gameti x e gameti y, mentre la madre può formare solo un gamete x. La probabilità che una cellula uovo incontri o un gamete x o un gamete y è del 50%.

Errori della meiosi

Può accadere che durante la meiosi un cromosoma non si separi dal suo omologo, questo errore provoca delle sindromi, la più comune è la sindrome di Down: Si inizia da una cellula in cui ci sono 23 corpi di cromosomi, durante la meiosi non si separa la 21esima coppia, di conseguenza si formano o gameti senza nessun cromosoma 21 o gameti con 2 cromosoma 21. I gameti senza nessun cromosoma 21 non sopravvivono, mentre quelli con 2 cromosoma 21 incontrano gameti con 1 cromosoma 21 e si formano cellule con 3 cromosoma 21. (Trisoma 21).

Leggi di Mendel

Le leggi di Mendelev hanno lo scopo di stabilire come i caratteri vengono trasmessi di generazione in generazione, attraverso la trasmissione dei caratteri(geni), cioè dei frammenti di DNA dei cromosomi.

I sette fattori studiati da mendel che controllavano i caratteri sono:

-forma del seme

-colore del  ''

-posizione dei fiori

-colore dei ''

-forma del baccello

-colore del ''

-altezza delle piante.

Lo studio di Mendel si basa sugli incroci; raccoglie i semi, li pianta e incrocia le piante che nascono; conta quanti semi o frutti o fiori hanno determinate caratteristiche.

1° INCROCIO:

è fatto da linee pure; cioè una pianta che da diverse generazioni manifesta sempre gli stessi fattori.  LINEA PURA x LINEA PURA . Le linee pure si dicono anche OMOZIGOTI; dall'incrocio di due linee pure con colori di semi diversi si formano degli IBRIDI, anche detti ETEROZIGOTI.

Secondo Mendel il colore dei semi è controllato da due fattori, di cui uno è dominante, e l'altro è recessivo. (dominante maiusc; recessivo minusc)

LEGGE DELLA SEGREGAZIONE:

Ogni individuo ha coppie di fattori per ogni carattere e i membri di una coppia segregano (si separano) durante la formazione dei gameti

Esistono dei caratteri che sono legati al sesso, cioè sono presenti sul cromosoma x ma non hanno il rispettivo sul cromosoma y.

LEGGE DELL'ASSORTIMENTO INDIPENDENTE

Inizia con un incrocio tra linee pure per entrambi questi caratteri.; nel primo incrocio si verifica solo la legge della segregazione; quindi si fa un secondo incrocio in cui si prendono due ibridi e li si incrociano tra loro; e quindi appaiono nuove combinazioni. In un incrocio quando si formano i gameti, i fattori che controllano un carattere segregano indipendentemente dai fattori che controllano gli altri caratteri e si ricombinano con tutte le combinazioni possibili