Embriologia 1

Meiosi

Gli organismi superiori si riproducono mediante l'unione di due cellule sessuali specializzate: igameti zigote(apolidi) che si uniscono a formare un'unica cellula chiamata (diploide).cellule germinaliI gameti sono prodotti nelle gonadi, ossia testicoli e ovaie, a partire dalle = cellulestaminali dei gameti che proliferano fino a quando iniziano ad andare incontro a meiosi.Se i gameti (cellule uovo e spermatozoi) avessero lo stesso numero di cromosomi delle cellule delgenitore che li produce, allora lo zigote avrebbe un numero doppio di cromosomi e questoraddoppiamento si verificherebbe ad ogni generazione.Il mantenimento di un numero costante di cromosomi è assicurato mediante un tipo particolare dimeiosi.divisione cellulare 'riduzione' chiamato ↳. significa infatti 'rendere più piccolo', in riferimento al ... fatto che il numero dei cromosomi viene dimezzato.Durante la meiosi una cellula germinale diploide bicromatidica

(spermatocita o ovocita) va incontro a2 divisioni cellulari, formando potenzialmente quattro cellule aploidi monocromatidiche (i gameti). La meiosi consiste in UNA duplicazione dei cromosomi seguita da DUE divisioni nucleari ecitoplasmatiche: meiosi I riduzionale……. • - divisone poiché la cellula passa dall’essere diploide (2n) all’essere……….apolide (n), riducendo quindi la ploidia; meiosi II…..• - divisone equazionale (analoga alla mitosi), durante la quale si separano i cromatidi……….fratelli delle cellule aploidi.! È importante ricordare che la cellula, prima di cominciare la meiosi I, attraversa una sola interfase, cioè una sola fase S in cui duplica il proprio materiale genetico.

Profase I rappresenta la fase più complessa ed è suddivisibile in 5 sottofasi, contemporaneamente alle quali si verifica la formazione del fuso meiotico in maniera analoga alla mitosi.→1.

Leptotene la cromatina si condensa e spiralizza, cominciando a sostituire i cromosomi;→2. Zigotene si appaiano i cromosomi omologhi (cromosoma 21 di origine materna con ilcromosoma 21 di origine paterna), i quali si uniscono a livello di particolari punti di contatto dettisinapsi. tetradiTale processo porta alla formazione delle = 4 cromatidi;→ crossing- over3. Pachitene avviene il = vengono scambiati frammenti di cromatidi tra cromosomiomologhi. È un evento casuale che comporta una significativa ricombinazione del materialevariabilità genetica.genetico, aumentando la→4. Diplotene si separano i cromosomi omologhi, i quali però vengono saldati a livello dei chiasmi(punti in cui è avvenuto il crossing-over).→5. Diacinesi i cromosomi completano la condensazione e sono visibili sotto forma di tetradi (o4bivalenti) , con un centromero per ogni coppia. Avviene anche la dissoluzione della membrananucleare e del nucleolo.Metafase I• le tetradi,

guidate dai microtubuli del fuso, si allineano sul piano equatoriale in modo che ogni omologo sia rivolto verso un polo opposto della cellula. La disposizione dei cromosomi omologhi sul piano equatoriale, dalla quale dipende la successiva suddivisione degli omologhi nelle due cellule figlie, è alla base del riassortimento dei cromosomi e al quale si deve l'assortimento indipendente degli omologhi). La variabilità genetica, amplificata dal crossing-over (=Anafase I separano i cromosomi omologhi, le fibre del fuso si contraggono e trascinandoli ai poli opposti della cellula. Ogni cromosoma omologo è ancora costituito da due cromatidi.

Telofase I: come nella telofase della mitosi, si riassembla la membrana nucleare, ricompare il nucleolo e la cromatina inizia a despiralizzare. È seguita dalla prima citodieresi.

Due cellule aploidi 23 cromosomi bicromatidici. Alla fine della meiosi I si otterranno dunque con - poiché sono stati separati i

cromosomi omologhi (in totale 46 cromosomi).

5Meiosi II - equazionale

Le due cellule aploidi andranno subito incontro a meiosi II senza che vi sia un’altra replicazione del DNA. La differenza rispetto alla mitosi è che ogni cromosoma ha avuto un rimescolamento genico.

si separano i cromatidi fratelli,

In questo processo, essendo i cromosomi ancora bicromatidici, in quattro cellule aploidi con 23 cromosomi monocromatidici modo da formare (in totale 23 cromatidi).

Anche la meiosi II è composta da quattro fasi (profase II, metafase II, anafase II, telofase II), le quali sono identiche alle corrispettive della mitosi.

6Variabilità genetica → fenomeno causato dai processi di crossing-over e assortimento indipendente degli omologhi. Si pone come obiettivo principale quello di proteggere la specie dalla trasmissione di possibili mutazioni del DNA che potrebbero causarne l’estinzione.

7La meiosi nei due sessi

Nella femmina Nel maschio

Le cellule staminali (ovogoni)

proliferano per un periodo limitato prima della nascita. La proliferazione delle cellule staminali durante la fase fetale e si arresta prima della nascita. Riprende poi con la pubertà. Non si verifica meiosi né durante lo sviluppo prenatale né prima della pubertà. La formazione di spermatozoi avviene poi continuamente. Il numero degli ovociti è massimo alla nascita e non se ne formano di nuovi durante la vita.

Il processo della meiosi ha come scopo principale quello di portare alla formazione di spermatozoi e cellule uovo, la cui unione, durante il processo di fecondazione, porterà alla formazione dello zigote.

SPERMATOGENESI

Il processo che porta alla proliferazione e alla maturazione degli spermatozoi prende il nome di spermatogenesi. Si svolge nei seguenti passaggi:

1. spermatogonio

lo (elemento staminale delle cellule germinali) si divide per MITOSI …spermatocita_..differenziandosi nello primario (2n);

2. lo spermatocita primario entra nel ciclo cellulare e subito dopo va incontro alla PRIMA DIVISIONE due spermatociti secondari…MEIOTICA formando (n);

3. i due spermatociti secondari vanno incontro alla SECONDA DIVISIONE MEIOTICA formando …spermatidi;_..quattro

Il testicolo è un organo pari e simmetrico. Ha una struttura ovoidale ed è ricoperto da una capsula di connettivo. È posto nella borsa scrotale, ossia un’estroflessione della cavità addominale.

Durante lo sviluppo embrionale, il testicolo si trova nella stessa posizione delle ovaie. Successivamente ‘scende’ poiché la spermatogenesi, per avvenire nel modo corretto, ha bisogno di una temperatura inferiore a quella corporea.

** una malformazione piuttosto comune è il - il testicolo non fuoriesce nella loggia testicolare. La parte endocrina

modo selettivo delle cellule germinali mature verso la lume dei tubuli seminiferi. I tubuli seminiferi sono circondati da una rete di vasi sanguigni, che forniscono nutrienti e ossigeno alle cellule germinali durante la spermatogenesi. Inoltre, il sistema dei tubuli seminiferi è collegato ai dotti efferenti, che trasportano gli spermatozoi maturi verso l'epididimo. La disfunzione dei tubuli seminiferi può causare problemi di fertilità negli individui. Questi problemi possono essere causati da fattori genetici, infezioni, lesioni o disturbi ormonali. In conclusione, i tubuli seminiferi svolgono un ruolo fondamentale nella produzione degli spermatozoi e nella fertilità maschile. La loro struttura complessa e la presenza di diverse tipologie cellulari permettono il corretto sviluppo e la maturazione delle cellule germinali.direzione del lume del tubulo seminifero. Una deficienza di questa barriera permetterebbe il reflusso delle proteine delle cellule spermatogenetiche nel flusso sanguigno che sarebbero riconosciute come non-self. Questo porterebbe alla formazione di anticorpi specifici per gli spermatozoi che porterebbe alla sterilità autoimmune. Le cellule interstiziali del Leydig sono responsabili della produzione di ormoni come il testosterone, un ormone steroideo, per lo sviluppo delle gonadi durante la vita intrauterina e per lo sviluppo dei caratteri secondari maschili. Durante la spermatogenesi, le cellule germinali si differenziano in spermatidi, che successivamente si differenziano in spermatozoi. Durante la spermiogenesi, avviene la condensazione nucleare, lo sviluppo del flagello, la formazione dell'acrosoma e la perdita del citoplasma. Durante la fase del Golgi, nelle vescicole costituenti l'apparato di Golgi si ha un accumulo di granuli proacrosomiali che, fondendosi, generano un unico grande granulo acrosomiale all'interno della vescicola acrosomiale. Tutto questo processo porta alla formazione di quattro spermatozoi.avviene nel polo cellulare opposto rispetto a dove migrano icetrioli che cominciano a dare forma all'assonema di cui sarà costituito il flagello. Fase del cappuccio: il granulo di acrosoma si stende intorno al nucleo. Fase acrosomale: la formazione dell'acrosoma (lisosoma che permetterà l'ingresso dellospermatozoo nella cellula uovo) si completa con l'ampliamento della vescicola e del granuloacrosomiale che vanno ora a coprire la metà superiore del nucleo, il quale si sta allungando e condensando. I mitocondri si avvolgono a spirale intorno alla regione della coda - la zona che durante i movimenti flagellare consumerà più energia e che quindi avrà bisogno di mitocondri. Fase di maturazione: conclusione della formazione di flagello e testa, mentre il citoplasma viene perso. Si ha la spermiazione distacco degli spermatozoi dalle cellule di Sertoli e il loro conseguente rilascio nel lume del tubulo. La testa dellospermatozoo è quindicomposta da: - nucleo, contenente cromatina fortemente addensata; - acrosoma, che incappuccia il nucleo per 2/3 della sua lunghezza. La coda è una struttura suddivisa in 4 parti: - il collo, che presenta un diametro leggermente maggiore di qualsiasi altra parte della coda; - il tratto intermedio, che è costituito da 9 colonne segmentate che circondano il flagello interno costituito dalla tipica struttura microtubulare 9+2 (9 coppie esterne di microtubuli e 2 microtubuli centrali). Il reparto più importante del tratto intermedio è la guaina mitocondriale = tanti mitocondri si pongono tra la membrana plasmatica e le nove colonne fibrose a formare un rivestimento che fornisce energia per il movimento dello spermatozoo; - il tratto principale, caratterizzato.