Riassunto esame Biologia , Prof. Modesti Alessandra, libro consigliato Biologia e genetica, Ginelli

GAMETOGENESI

Processo che porta alla formazione dei gameti

Differenze tra spermatogenesi e oogenesi dal punto di vista della durata del processo e del

numero di risultati

Cellule iniziali: spermatocita e oocita intraprendono la meiosi

Le cellule della linea germinale che si

trovano nelle gonadi, testicoli e ovai, che si

chiamanno spematogoni e oogoni,

intraprendono inizialmente un processo di

meiosi

Nell’uomo dura per tutta la vita, nella donna

la fase mitotica è limitata alla fase

embrionale

La fase mitotica serve a garantire un numero

illimitato di spermatogoni nell’uomo, nella

donna il numero di oociti alla nascita sarà

limitato e fermi alla profase della prima

divisione meiotica

Spermatogenesi

Alla nascita, le cellule germinali di tipo staminale,

perchè continuamente si duplicano e sono in

grado di cambiare.

Alla nascita il numero degli spermatogoni (A1) è

molto basso

Verso i 10 anni comincia la proliferazione

mediante mitosi

Con la pubertà, l’ipofisi comincia a produrre

gonadotropine, le quali inducono la proliferazione

degli spermatogoni (A2) che cominciano a

differenziarsi

si formano spermatogoni con un nucleo chiaro

(commissionati) che si dividono per diventare

spermatogoni di tipo B e con nucleo scuro che

costituisce la parte staminale

Gli spermatogoni commissionati proseguiranno

nella spermatogenesi dividendosi per mitosi ma

tenuti insieme da ponti citoplasmatici

Quando arrivano ad una certa dimensione

vengono chiamati spermatociti primari che sono

quelli che intraprendono la prima divisione

meiotica

Dopo la seconda divisione meiotica, gli

spermatidi, rimangono comunque attaccati

Gli spermatidi vanno incontro al processo di

spermioistogenesi, la formazione degli

spermatozoi morfologicamente conosciuti

Si hanno tre fasi fondamentali:

1.Formazione dell’acrosoma

Una vescicola che deriva dall’apparato di Golgi e contiene enzimi

lisosomiali che serviranno per la penetrazione della cellula uovo

2.Condensazione del nucleo

Corredo cromosomico apolide. DNA associato a proteine più basiche

degli istoni chiamate protammine che permettono una condensazione

maggiore della cromatina

3.Formazione del flagello

Contiene anche i vari mitocondri

Tutto questo avviene nelle gonadi maschili e in particolare

nei tubuli seminiferi

Questo processo di maturazione avviene a livello dei tubuli è

anche spazialmente definito

Nella parte distale (vicino alla parete) si hanno gli

spermatogoni e in prossimità del lume (al centro) si hanno gli

spermatozoi maturi

Gli spermatozoi sono accompagnati da due tipi di cellule:

Cellule di Sertoli: grosse cellule che abbraccia gli

spermatozoi nelle varie fasi della maturazione e fornisce

metaboliti, molecole segnale e fagocita il materiale che viene

eliminato dallo spermatide durante l’ultima fase

Cellule di Leydig: responsabili della produzione di

testosterone

Regolazione ormonale

Gonadotropine: ormoni che regolano i processi di formazione di cellule sessuali

Secreti dal sistema ipotalamo-ipofisario

Ipotalamo rilascia GnRH, un fattore di rilascio delle gonadotropine, che arriva all’ipofisi anteriore e

stimola il rilascio di questi ormoni di due tipi:

LH, ormone luteinizzante e FSH, ormano follicolo-stimolante

Attraverso il sangue raggiungono le gonadi LH agisce sulle cellule di Leyding per la

produzione di testosterone

Aumento del testosterone inibisce con feedback

negativo la produzione di fattore di rilascio delle

gonadotropine (GnRH) e anche il rilascio dell’LH

FSH agisce sulle cellule di Sertoli, stimolando il

ruolo di assistenza nella maturazione e la

produzione di un ormone, inibina, che ha un

meccanismo a feedback negativo e inibisce il

rilascio di FSH

Ovogenesi Ancor prima della nascita, durante la

vita embrionale, le cellule destinate

a diventare cellule uovo (ovogoni) si

moltiplicano per mitosi fino a

raggiungere il numero di 6-7milioni

al quinto mese.

Solo una parte di questi compie il

processo di auxocitosi divenendo

ovociti I, che intraprendono la meiosi

I, bloccandosi però nella profase I.

E’ in questo momento che gli ovociti

I aumentano le loro dimensioni

accrescendo la propria massa

citoplasmatica.

Entrano poi in uno stato di

quiescenza ed alla nascita nelle

ovaie troviamo 1-2 milioni di follicoli

primordiali

Alla pubertà, ad ogni ciclo, un

ovocita completa la prima divisione

meiotica, intraprende la seconda e si

ferma nella metafase II

Meiosi II si completa solo se avviene

la fecondazione

Ciclo ovarico

Ovocita primario è circondato da

delle cellule piatte e questo insieme

si chiama follicolo primordiale

Ad ogni ciclo una serie di follicoli

viene sbloccato dalla fase di

quiescenza formando i follicoli

primari che possiedono cellule

cuboidali che proliferano dando

luogo alle cellule della granulosa

(esprimono i recettori per l’FSH)

Zona pellucida: tra la cellula uovo e

la granulosa, ricca di glicoproteine

Si hanno anche delle cellule stromali

(hanno i recettori dell’LH)che

formano la teca, rivestimento

esterno, creando quindi il follicolo

secondario

Nel follicolo maturo si ha l’ovocita

fermo nella metafase della meiosi II

per cui si ha un globulo polare

formato e uno ancora non generato

Al 14esimo giorno si ha l’ovulazione e quindi la cellula uovo insieme a residui di granulosa e la

zona pellucida viene rilasciato nella tuba di Falloppio

Quando la cellula viene espulsa, le strutture rimanenti formano una struttura chiamata corpo luteo,

che ha una funzione ormonale producendo progesterone

Regolazione ormonale del ciclo ovarico ed uterino

I follicoli secondari iniziano a produrre estrogeni

Aumento di estrogeni stimola il rilascio massivo si LH

nel sangue e questo stimola l’ovulazione

Picco LH = ovulazione

Il corpo luteo produce il progesterone che

determinano l’ispessimento della parete dell’utero,

endometrio, per iperproliferazione delle cellule e

aumento della vascolarizzazione

Se è avvenuta la fecondazione, l’embrione si

impianta, il corpo luteo produce la gonadotropina

corionica e stimolano la produzione di progesterone

Se non è avvenuta la fecondazione, il corpo luteo

degenera e diminuisce il progesterone, sfaldamento

dell’endoemetrio

La pillola è formata da progesterone e estrogeni che

bloccano l’ovulazione

Progesterone e estrogeni determinano un’inibizione a

feedback di LH e FSH e conseguentemente non è

stimolata la produzione di nuovi follicoli

Pillola del giorno dopo ha elevati livelli di

progesterone che ha il compito di inibire l’eventuale

ovulazione

Pillola abortiva RU846

Contiene una molecola antagonista dei recettori del

progesterone sull’endometrio e quindi sfaldamento di

questo

Menopausa

Comune anche all’orca

Vantaggio evolutivo che avrebbe la madre anziana con memoria storica dell’ambiente

Differenze

Spermatogenesi Oogenesi

Processo continuo Comincia durante lo sviluppo embrionale, si

Vengono prodotti miliardi di spermatozoi blocca fino alla pubertà

dalla pubertà fino alla tarda età e termina con la menopausa

Da uno spermatocita I si ottengono quattro Soltanto una piccola parte degli oogoni

spermatozoi maturi prodotti matura in ovociti I (circa gli

altri degenerano

Gli oociti I femminili invecchiano con

l’aumentare dell’età materna, ciò è legato a

molte malattie genetiche causate da una

disgiunzione errata (sindrome di Down)

Da un ovocita I si ottiene una sola cellula uovo

matura

Lo spermatozoo è piccolo, mobile L’ovocita è grande, immobile e contiene tutto il

necessario per dare origine ad un nuovo

individuo dopo che è avvenuta

la fecondazione

Anomalie cromosomiche

Se durante meiosi si una alterazione a livello dei

cromosomi mediante due modalità

-Non disgiunzione

Può avvenire sia in meiosi I che II, i cromosomi

omologhi o i cromatidi non si separano si ha

sovrannumero o sottonumero

Possibilità aumenta con l’età della madre,

probabilmente dovuto alla durata della quiescinza

-Lag anafasico

Un cromosoma non viene trainato correttamente tra

le fibre del fuso e quindi viene perso

Si possono avere delle aneuplodia, cioè cellule con

cromosomi di numero diverso da n

Sindrome di Down: trisomia 21 unica compatibile con la vita

Sindrome di Turner; monosmia X0 (manca un cromosoma X)

presentano intelligenza normale, sterili

Sindrome di Klinefelter: trisomia XXY

Trisomia XYY e trisomia XXX non presenta sintomatologia grave

Fecondazione

Per poter fecondare l’ovulo, lo spermatozoo deve attraversare un processo di capacitazione che

avviene durante il passaggio dello spermatozoo nelle tube uterine

Prevede:

- aumento della fluidità della membrana plasmatica (diminuzione del colesterolo presente)

- perdita di alcune proteine e carboidrati di superficie che avrebbero impedito il riconoscimento/

attacco dello spermatozoo alla cellula uovo

- Fosforilazione di proteine coinvolte nel legame spermatozoo-cellula uovo

Quando entra in contatto con le cellule della corona radiata avviene una reazione acrosomiale,

rilascio degli enzimi litici che permette di penetrare e raggiungere la membrana della cellula uovo

Blocco della polispermia

Negli anfibi, si osserva un inversione del potenziale di membrana dovuto all’ingresso del sodio che

determinai distacco degli spermatozoi dalla cellula uovo

Nei mammiferi. A livello della membrana della cellula uovo, esistono dei granuli porticati che, dopo

l’entrata del primo spermatozoo, si fondono con la membrana dando luogo alla formazione della

reazione corticale che rende la membrana più resistente

Successivamente si ha la modificazione della zona pellucida che rende l’ovulo impenetrabile.

VIRUS

Caratterizzati dalla modalità di riproduzione all’interno della cellula ospite essendo parassiti

cellulari obbligati perchè mancano di tutte la caratteristiche che definiscono l’organismo vivente

Virus del mosaico del tabacco

Primo virus cristallizzato nel 1935

Nel 1883 si sapeva già dell’esistenza di questo virus che causava un ingiallimento delle foglie e

deterioramento del cloroplasti e perdita della funzione fotosintetica

Adolf Mayer capì che l’agente patogeno risiedeva nella linfa e che questa era in grado di

trasmettere l’infezione, ma non riuscì a isolare qualche agente delle dimensioni di un batterio

Ivanovskij provò a filtrare la linfa con filtri non troppo piccoli per i virus

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