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Mitosi, Meiosi
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Divisione cellulare: processo che dà origine a nuove cellule.
Avviene durante lo sviluppo embrionale, nella formazione dell’organismo adulto e nella vita adulta, dove circa 25 milioni di cellule al secondo sono soggette a divisione.
La divisione cellulare si inserisce nel ciclo cellulare, che corrisponde al periodo di vita della cellula.
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13.1 The cell cycle is an ordered series of events leading to the replication of cells
Figure 13-1
interfase
mitosi
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MITOSIE' il processo di riproduzione cellulare mediante il quale, per fasi successive, da una cellula somatica diploide (2n) se ne formano due con lo stesso patrimonio cromosomico. Cio’ e’ possibile in quanto prima della mitosi il DNA raddoppia e ogni cromosoma si duplica
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Duplicazione del DNA
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Profase Prometafase Metafase
Anafase Telofase
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Nella Meiosi, i cromosomi di una cellula diploide segregano,producendo quattro cellule figlie aploidi.
MEIOSIMEIOSI
Tutta l’informazione genetica che ereditiamo è contenuta in due cellule,i gameti:
Spermatozoo
Queste cellule si formano per un particolare tipo di divisione cellulare
Ovocita
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MEIOSIE' il processo per mezzo del quale si originano le cellule sessuali i gameti maschili e i gameti femminili che devono contenere la metà dei cromosomi (n) affinchè dalla loro unione si possa ripristinare in ogni cellula il patrimonio cromosomico tipico della specie (2n).
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• The human life cycle
Figure 8.13
MEIOSIS FERTILIZATION
Haploid gametes (n = 23)
Egg cell
Sperm cell
Diploidzygote
(2n = 46)Multicellular
diploid adults(2n = 46)
Mitosis anddevelopment
• Cellule con 2 set di cromosomisono dette diploidi
• I gameti sono aploidi con un solo set di cromosomi
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Come nella mitosi anche nella meiosi il DNA viene duplicato
prima di entrare nella profase meiotica
Con la meiosi, attraverso un processo piuttosto complesso, una singola cellula diploide, dopo aver replicato una sola volta il suo DNA, da origine a quattro cellule figlie, i gameti appunto, dotate di un patrimonio dimezzato di cromosomi e dette perciò aploidi.
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interfase (G1)
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interfase (G2)
La replicazione del DNA precede l'inizio della meiosi I.
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profase
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profase
Durante la profase I, i cromosomi omologhi si appaiano e formano le sinapsi, una caratteristica unica della meiosi. Le coppie di cromosomi sono chiamate bivalenti. Notare che i bivalenti hanno due cromosomi e quattro cromatidi, con ciascun cromosoma che deriva da un genitore.
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profase
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Crossing over
Crossing-over: scambio di segmenti corrispondenti fra i cromatidi di due cromosomi omologhi che si sono appaiati.I cromosomi che ne derivano possono dunque essere differenti da quelli presenti all’inizio, ed essere perciò portatori di caratteri ereditari diversi.
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Figure 8.18A
TetradChaisma
Centromere
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metafase
I Bivalenti, ciascuno composto da due cromosomi (quattro cromatidi) si allineano, IN MODO CASUALE, sulla piastra metafasica.
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anafase
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telofase
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meiosi I completa
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MEIOSI II
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Mediante la meiosi si ottengono, a partire da una cellula madre diploide, quattro cellule aploidi. In realtà, mentre nel maschio si formano quattro spermatociti, nella femmina si ottiene un ovocita e tre globuli polari, destinati a degenerare. Spermatociti e ovociti, quindi, subiscono un processo di maturazione che rende queste cellule atte a svolgere la propria funzione riproduttiva.
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Errori Meiotici
•Nondisgiunzione- gli omologhi non si separano in meiosi 1, risultato: 1. l' aneuploidia normalmente letale per l'embrione 2. Trisomia 21, sindrome di Down 3. Sindrome di Turner : monosomia X 4. Sindrome di Klinefelter: XXY
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metafase
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anafase non disgiunzione
meiotica
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Trisomia del cromosoma 21Trisomia del cromosoma 21
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Maternal age and risk for trisomy 21:The Down child is usually the youngest one
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Meiosis in the human female:oogenesis may last for severaldecades
Meiosi femminile
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La meiosi nell’ovocita è interrotta due volte: in profase I (dal periodo prenatale all’ovulazione) e in
metafase II (in attesa della fecondazione).
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Spermatogenesis starts with pubertySpermatocytes processing from prophase I through the
second division occurs in little more than a week
Meiosi maschileLa meiosi maschile avviene durante la spermatogenesi con ciclo continuo dalla pubertà all’età avanzata
Tutto il processo da spermatogonio a spermatozoo dura70-80 giorni.
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Quadro riassuntivo delle differenze tra mitosi e meiosi
4
3
2
1G1 S G2 M G1
4
3
2
1S M1 M2
mitosi meiosi
2 cellule figlie 4 prodottimeiotici
2n n n nnumero deicromosomi percellula mantenuto
numero deicromosomidimezzato
Sintesi del DNA prima delladivisione
Sintesi del DNAprima delle 2divisioni meiotiche
2 n
2n
2n
n n n
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Quadro riassuntivo delle differenze tra mitosi e meiosi
Gli omologhi siappaiano in profase I
Gli omologhi non siappaiano
Si verifica almeno uncrossing over per coppiadi omologhi
Il crossing over e’ raro
I centromeri sidividono soloin anafase II
I centromeri si dividono in anafase
Processo conservativo: le cellule figlie sonoidentiche alle parentali
Il processo promuove la variabilita’ tra i prodottidella divisione cellulare
Mitosi Meiosi
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Da un punto di vista genetico, la meiosi assume unagrande importanza perché rappresenta il modo in cui possono formarsi nuove combinazioni di geni e, quindi, rende possibile la variabilità genetica tra individuidella stessa specie.
• crossing-over ovvero con lo scambio di porzioni di DNA tra cromatididi due cromosomi omologhi, al momento della profase I, avviene unaprima modificazione dell’ assortimento di geni rispetto a quello dellacellula madre.
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la divisione dei due cromosomi omologhi durante la fase dianafase I avviene in modo casuale: ciò significa che non èprestabilito il polo della cellula verso cui migrerà ciascuncromosoma. Dunque, a partire da una cellula madre, si formanocon la prima divisione meiotica due cellule aploidi che sonogeneticamente differenti tra loro e diverse da qualsiasi altracoppia di cellule che derivano dalla stessa cellula madre.
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Confronto fra Meiosi e Mitosi•Comportamento dei Cromosomi:
1.mitosi: I cromosomi omologhi sono indipendenti 2.meiosi: I cromosomi omologhi si appaiano formando i bivalenti fino alla anafase I
•Numero dei Cromosomi- riduzione in meiosi:1.mitosi- cellule figlie identiche 2.meiosi- cellule figlie aploidi
•Identità Genetica della progenie:1.mitosi: cellule figlie identiche 2.meiosi: le cellule figlie hanno un nuovo assortimento dei cromosomi parentali3.Meiosi: i cromatidi non sono identici, crossing over