Comprendere la riproduzione: mitosi, meiosi e il ciclo cellulare

Riproduzione: processo con il quale viene prodotta una nuova generazione di cellule o individui pluricellulari con caratteristiche identiche o simili a quelle delle cellule o degli individui che li hanno generati. Al momento della nascita il corpo umano è formato da circa mille miliardi di cellule che hanno avuto tutte origine da quell'unica cellula fecondata. 2 modalità di divisione nucleare che accompagnano la riproduzione asessuale e la riproduzione sessuale sono mitosi e la meiosi.

Divisione cellulare e mitosi

nella riproduzione asessuale, una cellula madre si divide, per mitosi, in due cellule figlie identiche.

Tale processo è alla base, oltre che della riproduzione di alcuni organismi unicellulari eucarioti, del processo di accrescimento di un organismo pluricellulare, ed è anche il meccanismo che permette di sostituire o riparare tessuti danneggiati.

Meiosi e riproduzione sessuale

Nella riproduzione sessuale, le cellule coinvolte si dividono per meiosi in modo che l'individuo generato sia simile ma non uguale, poiché ha ereditato in parti uguali materiale costitutivo dai due genitori. Il processo di riproduzione ha inizio da cellule che sono deputate alla divisione. Le cellule parentali devono fornire alle cellule figli:

. informazione genetica nel DNA

. un apparato metabolico tale da consentire loro di cominciare un ciclo vitale in modo autonomo.

La mitosi e la meiosi sono i due meccanismi di divisione nucleare attraverso i quali il DNA della cellula madre viene ripartito nei nuclei delle due future cellule figlie. La divisione del citoplasma nella cellula madre in due cellule figlie avviene con un meccanismo successivo detto citodieresi.

la mitosi è alla base del processo di crescita corporea, attraverso ripetute divisioni delle cellule del corpo o somatiche

la meiosi avviene solo nelle cellule germinali o riproduttive.

In seguito alla mitosi le cellule figlie sono identiche alla cellula madre, in seguito alla meiosi il nuovo organismo è simile, ma non identico.

Ciclo cellulare e cromosomi

Ciclo cellulare: insieme di eventi che si susseguono dal momento in cui un cellula ha origine a quello in cui completa la sua divisione in due cellule figlie. La parte più lunga è l'interfase: la cellula cresce di dimensioni, raddoppia più o meno il numero dei suoi componenti citoplasmatici e infine duplica il suo DNA. Nella mitosi i cromosomi si spostano mossi dal flusso mitodico, una struttura composta da due serie di microtuboli, che si estendono ciascuna da un “polo” del fuso e si sovrappongono leggermente a livello dell'“equatore”.

Tutti gli individui di una medesima specie hanno lo stesso numero di cromosomi che formano il loro corpo. Uomo: 46 cromosomi, coppia di 22 cromosomi. I due cromosomi di una coppia hanno lunghezza e forma uguali e e istruzioni in esse contenute riguardano gli stessi caratteri ereditari, per questo motivo si dicono omologhi. Si dice che il numero dei cromosomi è diploide, o 2n, quando una cellula contiene due esemplari di ciascun cromosoma tipico della specie. La coppia di due cromosomi uguali viene detta coppia di cromosomi omologhi. Ciascun individuo riceve un cromosoma omologo dalla propria madre e un cromosoma omologo dal proprio padre. Si parla anche di corredo cromosomico doppio. Con la mitosi, una cellula parentale diploide produce due cellule figlie diploidi. Quando una cellula passa dall'interfase alla mitosi, cessa di costruire nuovi parti cellulari. Si succedono profondi cambiamenti in una sequenza continua che è suddivisa in 4 stadi.

Citodieresi e divisione cellulare

E' la divisione del citoplasma. Nelle cellule animali in corrispondenza dell'equatore della cellula si sviluppa un anello di microfilamenti che, contraendosi, causa l'infossamento della membrana fino a che la cellula rimane completamente divisa in 2. quindi, dopo la mitosi, la citodieresi divide il citoplasma della cellula madre in due cellule figlie, ciascuna con il proprio nucleo.

Meiosi: fondamentale per la riproduzione sessuale.

Riproduzione asessuale e sessuale

La riproduzione asessuale è il processo in cui il nuovo individuo riceve il materiale genetico ( geni) da un unico genitore. Ciò comporta che i nuovi individui generati per via asessuale siano sempre copie geneticamente identiche, o cloni, del genitore.

La riproduzione sessuale, richiede due genitori diploidi. Ciascun individuo trasmette alla prole una sola serie di cromosomi di origine paterna con quelli di origine materna, che avviene per mezzo della fecondazione, viene ristabilito il corredo completo diploide 2n di cromosomi. La cellula nata da questa fusione, lo zigote, subisce numerose mitosi, da cui avrà origine un nuovo individuo pluricellulare.

Cellule geminali: cellule destinate a dare origine ai gameti (maschili e femminili) che intervengono nella riproduzione sessuale. Cromosomi sessuali: X e Y.

Meiosi e gameti

La meiosi dimezza il numero dei cromosomi, in modo tale che ciascun gamete riceva un solo esemplare di ogni coppia di cromosomi omologhi; ogni gamete, ha un numero aploide (n) di cromosomi. Nella meiosi i cromosomi subiscono 2 divisioni successive, che si concludono con la formazione di 4 nuclei aploidi.

Crossing over e zigote

Crossing over: meccanismo per cui cromatidi appartenenti a due cromosomi omologhi si rompono in uno o più siti e si scambiano i tratti corrispondenti, cioè i geni. Il punto in cui è avvenuto lo scambio si chiama chiasma.

Zigote: prima cellula di un nuovo individuo pluricellulare, perchè vi è una combinazione di geni materni e paterni.

Cariotipo e centromero

Cariotipo: rappresentazione ordinata dei vari cromosomi di una cellula, dai più grandi ai più piccoli, lasciando per ultimi quelli sessuali.

Riproduzione: incontro tra gamete e gamete o spermatozoo e ovulo.

Centromero: punto di aggancio del cromosoma

asessuata ---> mitosi. N° cromosomico indifferente. Produce cellule vive uguali alla cellula madre. Crescita esponenziale

sessuata ---> meiosi. N° cromosomico pari 2n o diploide. Produce cellule non capaci di vita ma solo di fecondazione dette gameti (aploide). Gameti prodotti nelle gonadi.