Embriologia, citologia, mitosi e meiosi

Embriologia

STADIO DI MORULA

CAVITÀ INTERNA dovuta a diverse velocità di divisione

BLASTULA (blastomeri)

• TROFOBLASTO
  • nutrimento
  • sezione e rilocazione
• NODO EMBRIONALE
  • embrione
  • L'embrule attaccato
  • alla parte interna
  • del trofoblasto e
  • circondato dal
  • liquido del blastocele
  • sugli altri lati

MIGRAZIONE DA OVIDUTTO A UTERO

IMPIANTO: l'embrione si attacca alla parete dell'endometrio

LIBERAZIONE GONADOTROPINA CORIONICA

SINCIZIOTROFOBLASTO cellule polinucleate

CITOTROFOBLASTO

NODO EMBRIONALE → IPOBLASTO a contatto con blastocele

Sopra l'ipoblasto si fonde l'EPIBLASTO

AMNIOBLASTI

AMNIOS o CAVITÀ AMNIOTICA

IPOBLASTO prolifera e riveste internamente il sottostante citotrofoblasto

SACCO VITELLINO BILAMINARE (PRIMARIO) o del tuorlo

EPIBLASTO → SACCO AMNIOTICO + AMNIOBLASTI

MIGRAZIONE EPIBLASTO VERSO L'ASSE CENTRALE

INVAGINAZIONE lungo la LINEA PRIMITIVA

NODO PRIMITIVO parte caudale

• punto più craniale (ispessito)
• NOTOCHORDA

Gastrulazione

Cellule dell'ipoplasto escono dal disco embrionale

spiante delle cellule dell'epiblasto

Endoderma extra-embrionale

Cellule della linea germinativa

Cellule fra endoderma ed epiblasto → mesoderma

Rimanente epiblasto → ectoderma

• Ectoderma → epiderma e sistema nervoso
• Mesoderma → vertebre, ossa, muscoli
• Endoderma → intestino e organi annessi (polmoni, fegato, pancreas)
• Mesenchima → tessuti connettivi, sistema vascolare, sangue e linfa

Sezione longitudinale

Fossetta primitiva

Membrana cloacale

Allantoide

Processo cefalico

Ectoderma sollevato ad endoderma

Il mesoderma può essere:

Membrane bucco-faringea e cloacale: inizio e fine del tubointestinale primitivi

Setto trasverso

Area cardiogena

Membrana faringea

Nodo primitivo

Linea primitiva

Membrana cloacale

Cellule che si invaginano lungo la linea primitiva (mesoderma) migrano verso la periferia fino a sormontare il mesoderma extraembrionale

Area cardiogena regione cefalica

Setto trasverso frontalmente (alla meso cardiogena)

Regione caudale fino al diverticolo dell'allantoide

(struttura tubulare)

esclusivo dalla membrana cloacale.

EMBRIOLOGIA: il ciclo vitale

L'embriologia studia i problemi della generazione (come fa un organismo a produrre gameti) e dello sviluppo (come fa una cellula, zigote, a produrre un organismo), ovvero il ciclo vitale. Il ciclo vitale è l'insieme delle fasi di accrescimento (aumenta di più il citoplasma rispetto al nucleo) e maturazione che portano un individuo alla formazione di un altro individuo della stessa specie.

Gametogenesi

La gametogenesi è la fase di formazione delle cellule (gameti) che hanno il potenziale di generare un nuovo organismo. Le cellule della linea germinale sono i precursori dei gameti e si formano esternamente al corpo dell'embrione nella parete del sacco vitellino. Queste cellule rimangono indifferenziate durante lo sviluppo embrionale con lo scopo di mantenere la capacità di produrre un nuovo organismo. Vengono quindi spostate fuori dall’embrione fino alla formazione degli abbozzi delle gonadi per non essere influenzate dagli influssi morfogenetici dell'embrione durante il differenziamento di tessuti ed organi. Durante la meiosi le cellule germinali migrano negli abbozzi delle gonadi; mentre queste si differenziano (testicoli o ovaio), le cellule aumentano il loro numero e prendono il nome di goni (spermatogoni o oogoni). I goni si moltiplicano poi per mitosi fino a giungere alla meiosi, nella quale da ogni cellula si originano 4 elementi con corredo cromosomico aploide, ovvero ridotto a metà rispetto alla cellula iniziale.La gametogenesi, ovvero il differenziamento completo di una cellula germinale, si differenzia nelle femmine e nei maschi e prende rispettivamente il nome di ovogonesi o spermatogenesi, che avvengono con modalità e tempi diversi.

OVOGENESI

Nella femmina la gametogenesi dà origine a 1 cellula uovo e 3 globuli polari. Nell'ovaio del feto, alla 4-6^a settimana circa 2000 ovogoni migrano dal sacco vitellino. Alla 20^a settimana sono presenti 6-7 milioni di ovociti primari (tutti quelli prodotti), che hanno corredo cromosomico 4 volte superiore rispetto ad una cellula aploide; in questo momento avviene il crossing over. Alla nascita ne rimarranno 1-2 milioni che hanno iniziato la prima divisione meiotica e sono fermi alla profase I, fino al momento della pubertà. Raggiunta la maturità sessuale, si completa la prima divisione meiotica. La citochinesi è ineguale: la cellula che riceve la maggior parte del citoplasma è l'ovocita secondario, mentre la cellula figlia più piccola viene detta primo globulo polare, che successivamente va in apoptosi (degenera formando altri due globuli polari). La seconda divisione meiotica si completa solo nel caso in cui l'ovocita secondario sia fecondato da uno spermatozoo. Si ottengono una cellula uovo e un secondo globulo polare: la citochinesi non è uguale ed è la cellula uovo a conservare la maggior parte del citoplasma. Nel cavallo entrambe le divisioni meiotiche avvengono dopo la fecondazione. Il potenziale riproduttivo è ridotto ed è destinato a diminuire, fino a cessare durante la menopausa.Le cellule della linea germinale femminile devono accumulare materiali nutritivi per i primi stadi dello sviluppo dell'embrione. Nella maggior parte dei casi l'embrione si sviluppa senza avere rapporto con la madre, ma ciò non avviene nei mammiferi placentati. Nelle specie che depongono le uova in ambiente acquatico (come pesci ed anfibi), la fecondazione è esterna e le uova possono trovare acqua, nutrimento e sali; di conseguenza sono necessarie poche riserve per arrivare allo stadio larvale in grado di nutrirsi autonomamente e di acquisire sostanze di riserva che gli serviranno durante la metamorfosi per arrivare alla forma definitiva. Le cellule uovo prodotte da vertebrati terrestri sono molto grandi e contengono molto tuorlo, durante lo sviluppo formano annessi embrionali: l'amnios permette di ricreare un ambiente acquatico, il sacco vitellino di prelevare il nutrimento dal tuorlo e l'allantoide di accumulare sostanze di rifiuto e funge da apparato respiratorio. La fecondazione è interna (precede la formazione del guscio) e l'embrione esce dal guscio solo a sviluppo finito. Nei mammiferi la cellula uovo rimane nell’ambiente materno e si creano rapporti metabolici coi tessuti materni: non depongono propriamente uova, nei marsupiali lo sviluppo si completa nel marsupio e nei placentati il nutrimento viene fornito dalla madre.

Citologia

Cellula = unità fondamentale di tutti sistemi biologici

• Concepito in modo da fare d'uso più economico dell'energia disponibile
• Unico apparecchiamento autosufficiente: costruisce materiali e catalizzazioni biologiche— disposto a fornire un ciclo metabolico che le permette di:
  • Sintetizzare prodotti con diverse funzioni (proteine, cellule animali, zuccheri...)
  • Ricostruire le parti usurate
  • Produrre copie identiche di se stessa

Membrana esterna + Protoplasma

• Nucleo
  • Cromatina
  • Nucleolo

    * parte strutturata

• Carioplasma
  • * parte amorfa
• Citoplasma
  • Organuli ed inclusioni
  • Citocol

    * p. amorfa

* Gli colloidi—ricco di acqua e metaboliti essenziali—per i processi di sintesi che avvengono nel citosol e a livello di organuli

Forma: Varia in base alla funzione svolta e al momento cellulare

• Sferica: cellule libera sospesa in un mezzo fluido consente il minimo di superficie versus il massimo di volume
• Poliedrica: cellule a contatto con altre cellule o con un substrato solido

Dimensione: Non dipende dalla mole somatica dell'animale a cui appartiene. La dimensione è limitata da:

• Relazioni tra superficie e volume: quanto più i materiali possono velocemente attraverso la superficie + tanto più efficiente scambio
• Nucleo deve poter regolare le attività cellulari e rende cellule metabolichemente attive
• Varia dai 10 µm degli eritrociti ai 4-5 mm dell'uovo

La cellula è in grado di attuare complessi processi metabologici grazie a

• Zone ad attività metabogica differenziata (organuli citoplasmatici delimitati da membranes)
• Capacità traslocare sostanze da un punto all'altro attraverso citoplasma
• Capacità mantenere memoria info necessaria per controllo eventi vita cellulare racchiusa all'interno di numerose e duplice catene di DNA