Riassunto completo del ciclo cellulare con confronto mitosi/meiosi

DUPLICAZIONE DEL CENTROSOMA

Vicino al nucleo è presente il centrosoma dove ci sono complessi proteici che nucleano la formazione dei microtubuli citoplasmatici.

Il centrosoma duplicato (appena prima della fase M) è separato in modo coordinato con il ciclo cellulare. Il centrosoma andrà a formare i DUE POLI di quello che sarà il FUSO MITOTICO.

Nella fase S/G2 incomincia a duplicarsi la parte del centrosoma che contiene i centrioli con l'obbiettivo di formare due centrosomi.

I due centrosomi si separano (all'inizio della fase M) e ciascuno forma un ASTER: una struttura raggiata che si forma nel citoplasma intorno al centrosoma.

Il fuso mitotico inizia a formarsi. I due centrosomi, a questo punto, diventano i due poli del fuso.

I due poli (Aster) si allontanano, i microtuboli si allungano a formare un fuso bipolare (all'esterno del nucleo). I due poli continuano ad allungare i microtubuli. Non solo quelli iniziali a raggiera, ma anche microtubuli che vanno da un

polo all'altro. Solo quando l'involucro nucleare si disgregherà i microtuboli del fuso potranno interagire con i cromosomi duplicati e li separeranno a formare i due nuclei delle due cellule figlie.

In una cellula che si divide dunque i microtubuli sono STABILI? No, se fossero stabili non si potrebbero riorganizzare.

Il fuso è formato da diversi tipi di microtuboli:

• Astrali (irradiano dal centrosoma verso la membrana plasmatica)
• Del cinetocore (dal centrosoma ai cinetocori dei cromosomi)
• Interpolari (dal centrosoma si estendono oltre i cromosomi e si sovrappongono al centro invertendo le loro polarità.

Le funzioni del fuso dipendono da MOTORI PROTEICI di diverso tipo che agiscono su microtuboli polarizzati.

MITOSI

Caratterizzata da più sottofasi: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase.

PROFASE: prepara i cromosomi alla successiva separazione. Per questo:

1. I cromosomi replicati (due cromatidi uniti nel centromero) iniziano a

rendersi evidenti, siCONDENSANO. Inizia la condensazione graduale della cromatina. Ogni cromosoma è formatoda due cromatidi fratelli, conseguenza della precedente duplicazione del DNA.

2. Nella profase c'è ancora l'involucro nucleare

3. All'esterno del nucleo, nel citoplasma, si assembla il fuso

4. Apparato del Golgi e RE si frammentano in vescicole più piccole

5. Dissoluzione (temporanea) del nucleolo. Il nucleolo scompare perché non lavora più perché acellula quando si divide NON TRASCRIVE, ma ha l'obiettivo primario di dividersi.

Più tipi di proteine sono implicate a preparare i cromosomi replicati per la mitosi e contribuisconoa render i cromosomi mitotici strutture piccole e compatti facili da separare.

Queste proteine incominciano ad associarsi già in fase S, durante la duplicazione.

A) COESINE: mantengono uniti i due cromatidi fratelli di ciascun cromosoma per tutta lalunghezza dello stesso.

B) CONDENSINE:

avvolgono il DNA in forma sempre più compatta.

PROMETAFASE (chiamata anche profase avanzata)

1. Rottura dell'involucro nucleare (si frammenta in vescicole membranose). La fosforilazione delle lame e delle proteine del poro nucleare innesca la disgregazione della lamina nucleare che fa frammentare l'involucro nucleare in vescicole. Anche le nucleoporine vengono fosforilate. Tutto ciò che si è disgregato rimane comunque nel citoplasma perché alla fine della mitosi tutto si ricompone (alla fine avverrà la DE-FOSFORILAZIONE)
2. Si assiste all'organizzazione definitiva su ogni cromatidio del CINETOCORE, una struttura proteica tri-strati cappa presente a livello del CENTROMERO. I cinetocori sono posizionati ai lati opposti della costrizione primaria: pertanto ogni cromosoma replicato ha due cinetocori.
3. I cromosomi attaccati al centromero possono farsi trasportare attivamente ai poli della cellula madre dove si formeranno le cellule figlie.

1. Il cinetocore contiene proteine:
2. Le proteine iniziano ad associarsi ai centromeri dopo la duplicazione del DNA, in S, e sono aggiunte successivamente fino al completo assemblaggio di cinetocori maturi durante la prometafase. Ci sono due cinetocori, uno per ogni cromatidio.
3. I due cinetocori dei due cromatidi di ciascun cromosoma si legheranno a microtubuli del cinetocore che provengono da due poli opposti.
4. In metafase vi è la massima concentrazione dei cromosomi che si dispongono allineati al centro del fuso (in zona equatoriale) tra i due poli formando quella che è chiamata PIASTRA METAFASICA.
5. I microtuboli del cinetocore ancorano i cromatici fratelli ai poli opposti del fuso.
6. I cromatici fratelli sono rivolti verso un polo e l'altro, ma l'orientamento è CASUALE.
7. In anafase, i cromatici fratelli si separano a livello dei centromeri verso i poli a formare quelli che saranno i due cromosomi figli. Ogni cromosoma figlio viene tirato verso il polo del fuso cui è legato.

è rivolto.Quindi si sono separati i cromatidi fratelli, quelli che saranno i cromosomi delle due nuove celluleglie.Questo comporta un accorciamento dei microtubuli del cinetocore. Come fanno a spostarsi imicrotubuli del cinetocore? Si DEPOLIMERIZZANO, si disassemblano.Poi i poli del fuso si allontanano e i cromosomi sono ancora più spostati.

1. Due processi contribuiscono alla separazione:
• ANAFASE A: prevede l'iniziale movimento dei cromosomi
• ANAFASE B: allontana sempre di più i cromosomi e li porta ai due poli
2. Sui microtubuli del fuso entrano in azione diverse proteine motrici o motori molecolari che collaborano a spostare i cromosomi.
3. Proteine motrici che lavorano:
• Al centro del fuso, tra i microtubuli interpolari, determinano uno scorrimento di questi microtubuli che si sovrappongono nella parte centrale del fuso e scorrendo allontanano i poli.
• Ai poli, proteine che entrano in contatto con i microtubuli astrali che si trovano alla

periferia della cellula, sotto la membrana. Proteine interagiscono con la membrana e il cortex di actina etirano favorendo l'allontanamento dei cromosomi.

TELOFASE

1. I due gruppi di cromosomi gliraggiungono i poli del fuso
2. I cromosomi si de-condensano, lacromatina si ricondensa.
3. Si riforma il nucleolo
4. Si disgrega il fuso
5. Si ricostruisce un involucro nuclearenuovo (de-fosforilazione di proteine delporo nucleare e delle lamine)
6. Alla fine della telofase i cromosomi sonopiù lunghi perché si stannodespiralizzando

CITOCINESI O CITODIERESI

La formazione di due nuclei segna la fine della mitosi, inizia la divisione del citoplasma nella in un processo chiamato CITOCINESI O CITODIERESI

• La membrana plasmatica di intro ette
• Assemblaggio e contrazione di un ANELLO CONTRATTILE ( lamenti di actina organizzato infasci associati alla miosina di tipo II) che creerà un solco di divisione

Al termine della citodieresi si sono formate due cellule glie ciascuna con un

vicino al tipico della cellula in interfase.

La meiosi è un processo che avviene solo negli organismi mediante riproduzione sessuale e che prevede l'intervento di due gameti ovvero la cellula uovo e lo spermatozoo, i quali si uniscono in un evento chiamato FECONDAZIONE.

La mitosi, processo di divisione cellulare tipico delle cellule somatiche, porta alla formazione di due cellule figlie diploidi, con corredi genetici identici tra loro e a quello della cellula madre che le ha generate. La meiosi, invece, è un processo di divisione cellulare che porta alla produzione di cellule figlie APLOIDI.

Per questo, la meiosi avviene solo nelle cellule della linea germinale e NON somatica.

La meiosi è necessaria alla gametogenesi. La differenza fondamentale tra meiosi e gametogenesi è che la meiosi è un processo di divisione cellulare, mentre la gametogenesi è un processo di formazione dei gameti.

Vi è sempre una

duplicazione del DNA che procede la meiosi (fase S), ma seguita da DUEDIVISIONI: - Prima divisione meiotica (meiosi I) - Seconda divisione meiotica (meiosi II) RISULTATO DELLA MEIOSI Ogni nucleo diploide che entra in meiosi produce 4 nuclei aploidi. Ognuno dei 4 nuclei aploidi eredita o la copia materna o la copia paterna di ciascun cromosoma, ma NON entrambe. Da una cellula diploide si formano gameti aploidi NON geneticamente identici. La meiosi contribuisce alla variabilità genetica della specie mediante: 1. Scambio di materiale genetico tra cromosomi di ogni coppia di omologhi, di origine paterna e materna che vengono ricombinati 2. Assortimento casuale nelle cellule figlie dei cromosomi di origine paterna e materna Nella meiosi, a differenza della mitosi, avviene un importante processo di APPAIAMENTO dei cromosomi volti a formare CROMOSOMI OMOLOGHI, che andranno a muoversi nel corso della meiosi non in modo indipendente, come nella mitosi, ma rimarranno per lungo tempo appaiati. Dunque, i

I cromosomi omologhi sono le coppie di cromosomi, uno di origine paterna e uno materna, di un corredo genetico diploide "2n".

La profase della prima divisione meiotica si divide in molte sottofasi:

1. Leptotene: avviene la condensazione dei cromosomi. I cromosomi replicati iniziano a spiralizzarsi e progressivamente appaiono come sottili lamenti. Non sono ancora visibili al microscopio ottico i 2 cromatidi. La compattazione procede fino a quando gli omologhi sono pronti ad appaiarsi (leptotene avanzato).
2. Zigotene (appaiamento): si completa e si stabilizza l'appaiamento dei cromosomi omologhi. Ogni coppia di cromosomi omologhi, da questo momento, è chiamata bivalente (indica la coppia di cromosomi omologhi) o tetrade (4 cromosomi). L'appaiamento dei cromosomi omologhi avviene con la formazione di una complessa struttura multi-proteica detta complesso sinaptonemale (e si completa e persiste nello stadio successivo, per poi scomparire).

Complesso sinaptonemale:

stabilizza l'unione degli omologhi, funziona come impalcatura che consente scambi di materiale genetico all'interno di questa coppia tra segmenti di cromatidi.

L'assemblaggio del complesso sinaptonemale inizia in zigotene e si completa e persiste in pachitene, per poi scomparire e disassemblarsi.

Il complesso sinaptinemale si estende tra i due cromosomi ed è una struttura che ricorda una cerniera, apparendo al microscopio elettronico costituito da due bande dense laterali e una centrale, collegate da numerose bre. Le due barre laterali parallele sono composte principalmente da molecole di COESINA.

PACHITENE: completa la formazione del complesso sinaptonemale. Alla fine della fase pachitene...