riproduzione asessuale

Un solo organismo genitore dà origine a nuovi individui senza l'intervento

né di uova né di apparato riproduttore. E' molto frequente nei vegetali

(talea). Tra gli animali la ritroviamo tra gli organismi acquatici come

Cnidari (coralli, meduse, anemoni), Spugne, Tunicati, vermi Policheti e

Planarie. E' invece la forma di riproduzione predominante nei Protozoi.

Può avvenire per scissione, sporulazione, gemmazione o

frammentazione.

Scissione, tipica degli organismi unicellulari: l’individuo si

divide in due figli identici all'originale (cloni).

riproduzione per scissione

mitosi

Sporulazione, tipica di alcuni protozoi parassiti (Sporozoi): a

numerose divisioni nucleari (meiotiche in sporogonia, mitotiche

in schizogonia) segue la divisione del citoplasma. Vengono

generati numerosi individui e non solo 2 come nella scissione.

Plasmodium attacca globulo rosso

riprod. per sporulazione

Gemmazione, consiste nella produzione da parte di un

organismo genitore di nuovi individui mediante formazione di

gemme. Se i figli restano attaccati all'organismo che li ha

prodotti, allora si genererà una colonia (ad es. i polipi corallini).

lievito

hydra

riprod. per gemmazione

Frammentazione, si verifica quando la parte distaccata di un

organismo pluricellulare rigenera in un animale completo (es.

planaria).

riprod. per frammentazione

Si verifica mediante la fusione di due cellule, dette gameti,

mediante il processo di fecondazione. Queste cellule, nelle

specie con patrimonio genetico diploide 2n (in cui vi sono due

copie di ciascun gene), sono aploidi e derivano da un processo

di meiosi. Il corredo genetico diploide viene ripristinato nel

nuovo individuo.

riproduzione sessuata

gametogenesi

1° divisione meiotica

2° div meiot

mitosi

mitosi

cariocinèsi: divisione mitotica del nucleo. Microtubuli (tubulina) formano il fuso

mitotico

citodieresi (citocinèsi): divisione della cellula. Microfilamenti (actina) formano un

anello contrattile

mitosi

actina

tubulina

meiosi

meiosi

meiosi

1. contatto + riconoscimento tra i gameti

2. ingresso spermatozoo (monospermia)

3. fusione dei materiali genetici

4. attivazione del metabolismo dell’uovo (sviluppo embrionale)

step della fecondazione

spermatozoo

oocita

cumulo ooforo

gameti

riccio di mare

gameti

Solo negli ultimi 125 anni viene riconosciuto allo spermatozoo il suo

ruolo nella fecondazione.

Circa 1680 > van Leeuwenhoek vede gli spermatozoi (1678). Li pensa

dapprima parassiti, quindi cerca, non trovandolo,

l’embrione preformato (1685)

1694 > Niklaas Hartsoeker disegna l’homunculus

2° metà ‘700> Spallanzani filtra lo sperma di rospo

1824 > secondo Prevost e Dumas gli spermatozoi

sono gli agenti fecondanti

spermatozoo

spermatozoo

DNA>

mitocondri><tubulina

<proacrosina/GFP

spermatozoo

ASSONEMA: formato da microtubuli

che originano dal centriolo

2 microtubuli completi centrali

9 coppie di cui uno solo è completo (13

protofilamenti contro gli 11 del “non-

completo”)

Dineina: idrolisi ATP (sindrome Kartagener)

uovoAccumula materiale:

•Proteine (vitello)

•Ribosomi e tRNA

•mRNA

•Fattori morfogenetici (es. macho-1 nei tunicati)

•Sostanze di protezione (es. fotoliasi, aminoacidi micosporina-simili)

attività genica oocitiL’oocito in accrescimento ha necessità di trascrivere tutti

quei geni necessari al proprio metabolismo, alla propria

maturazione (es. proteine ZP), o allo sviluppo

dell’embrione durante le prime fasi, quando il genoma

zigotico è ancora inattivo.

Oocito di topo in diplotene

(oociti anfibio) arancio acridina in situ

diplotene (meiosi) I. Cromosomi a spazzola

DNA

RNA

attività genica oociti

l’involucro dell’uovol’involucro dell’uovo

uovo di riccio di mare (SEM, microscopio a scansione)

membrana vitellina

membranaplasmatica

•Esterno alla membrana

plasmatica

•Natura glicoproteica

•Implicato riconoscimento

tra gameti

•Membrana Vitellina

negli invertebr., Zona

Pellucida nei mammiferi

zona pellucidazona pellucida

zona pellucidazona pellucida

gametogenesi

1° divisione meiotica

2° div meiot

chorionchorion

chorionchorion

In base alla loro origine gli involucri si distinguono in:

Involucri primari > prodotti dall’oocita (zona pellucida, corion).

Involucri secondari > prodotti dalle cellule follicolari (corion insetti).

Involucri terziari > prodotti dalle vie genitali femminili (albume e

guscio).

Involucri accessori.

classificazione involucri dell’uovoclassificazione involucri dell’uovo

espressione ovaricaespressione ovarica

espressione ovaricaespressione ovarica

espressione ovaricaespressione ovarica

espressione epatica: 17espressione epatica: 17-estradiolo-estradiolo

espressione epatica: 17espressione epatica: 17-estradiolo-estradiolo

espressione ovaricaespressione ovarica

la chemotassi (attrazione) e l’attivazione dello spermatozoo in riccio di mare sono specie-specifiche

Resact dall’egg jelly di riccio di mare Arbacia punctulata. Attrae ed attiva gli spermatozoi

time 0s 20s 40s

90s

chemotaxischemotaxis

Resact

chemotaxischemotaxis

membranaplasmatica

citoplasmaattività

guanilico ciclasica

reazione acrosomiale 1reazione acrosomiale 1

la reaz acrosomiale viene innescata dall’aumento della [Ca++]

intracellulare (similmente a quanto avviene nel rilascio sinaptico

dei neurotrasmettitori) a seguito del legame tra uno zucchero

complesso dello strato gelatinoso (jelly layer) e il recetore

specifico.

la bindina, esposta sul processo acrosomiale, viene legata in

modo specie-specifico dall’uovo di riccio di mare

reazione acrosomiale 2reazione acrosomiale 2

lo spermatozoo attraversa il cumulo ooforo e contatta la zona pellucida

interazione spermatozoo+zona pellucida

reazione acrosomiale>apertura nella zp

fusione membrane gameti

La membrana plasmatica del riccio

di mare mantiene una ddp di 70mV

grazie alle [Na+] e [K+]. Tale ddp

consente allo spermatozoo di

interagire con la membrana stessa.

Pochi istanti dopo l’avvenuta reaz

acrosomiale si verifica l’ingresso di

ioni Na+ che portano il ddp da -70

a +20mV. Tale situazione

impedisce il legame di altri

spermatozoi. Trattasi però di

fenomeno transiente (1 min. circa).

Tutto ciò sembra non avvenire nei

mammiferi

blocco (fast) della polispermiablocco (fast) della polispermia

OUT(+) IN(-)

[Na+]

[Na+]

[K+]

[K+]

ddp=-70mV