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

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.

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

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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

Mitosi

Coppiadi cromosomi omologhiin una cellula somatica 2n

duplicazionesegregazione

A aA

a

A’

a’

A A’

a a’

Assortimento cromosomico nelle 2 cellule figlie

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

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

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

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

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

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)

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

Il proceso di formazione delle cellule femminili è la oogenesi

N.B.Negli Ovociti secondari 23

Negli Ovociti maturi 23