Riproduzione cellulare

La riproduzione cellulare è il meccanismo che permette ad una cellula ,dopo aver replicato i propri organelli,il citoplasma e il DNA,di dare origine a due cellule figlie.


I Cromosomi

Al termine di un ciclo cellulare si formano due cellule figlie identiche alla cellula madre,questa proprietà è garantita dalla duplicazione dell’informazione genetica completa della cellula madre ai nuclei delle due cellule figlie.
Durante la divisione cellulare il DNA si spiralizza formando i Cromosomi costituiti da due bracci cromatidi,uniti tra loro in corrispondenza di una regione particolare detta centromero.
La replicazione del DNA avviene tramite un enzima il DNA-elicasi rompe i legami a idrogeno delle basi azotate e un tratto dell'elica si despiralizza.
Un nuovo enzima il DNA-polimerasi si sposta lungo ciascun filamento dall'estremità 3 all'estremità 5 per riconoscere le basi azotate del filamento e legare ad esso i nuceotidi liberi (precedentemente sintetizzati nel citoplasma) si forma così un nuovo filamento di DNA complementare.


Ciclo cellulare

Il ciclo cellulare viene distinto in due fasi:
- Interfase: l’interfase occupa la maggior parte del ciclo e si divide in 3 momenti:
Fase G1: la cellula cresce di dimensioni,moltiplica gli organuli e svolge le funzioni caratteristiche
Fase S: avviene la sintesi del DNA e di conseguenza la duplicazione dei cromosomi
Fase G2: la cellula organizza la struttura necessaria alla divisione.

- Divisione cellulare: la divisione cellulare si compone di due processi:


La mitosi

è l’insieme dei processi che portano alla trasmissione dei cromosomi alle due cellule figlie,questo processo è diviso in quattro fasi

- Profase
il DNA si spiralizza,si condensa e comincia ad assumere l’aspetto di corpuscoli,la membrana nucleare si dissolve e i nucleoli diventano poco visibili o scompaiono.
Nel frattempo nel citoplasma le due coppie di centrioli (duplicatisi nella fase G1) iniziano a migrare verso i due poli opposti della cellula,dando origine al fuso mitotico,un’insieme di fibre istituita da microtubuli e proteine che attraversa tutta la cellula e collega le due coppie.

- Metafase
i cromosomi,che raggiungono in questa fase il massimo grado di condensazione,si allineano sul piano equatoriale della cellula aderendo alle fibre del fuso per mezzo del centromero.

- Anafase
i centromeri si dividono in due e i due cromatidi fratelli di ogni cromosoma si dividono migrando verso i poli,grazie all’accorciamento delle fibre.

- Telofase
si ripercorre in senso opposto le tappe della profase.il fuso gradualmente scompare,i cromatidi ormai divenuti cromosomi si despiralizzano,attorno ad essi si forma la membrana nucleare e ricompare il nucleo.



Divisione del citoplasma
segue quasi sempre la mitosi,nell’equatore della cellula si forma un solco che diventa sempre più profondo fino a dividere in due parti uguali la cellula.



La meiosi

È caratteristica delle specie che si riproducono per via sessuata,ed ereditano il proprio patrimonio genetico da entrambi i genitori.
Distinguiamo la differenza tra due tipi di cellule:

- Diploide
possiedono una doppia serie di cromosomi,ogni cromosoma è presente in due coppie che costituiscono una coppia di cromosomi omologhi,uno di origine paterna e uno di origine materna.

- Aploide
possiedono una unica serie di cromosomi:possiedono,cioè,una un solo cromosoma di ogni coppia

Ciò significa che il genoma diploide,deriva dalla unione (fecondazione)di due gameti distinti contenenti ognuno un corredo cromosomico aploide.
La formazione dei gameti avviene tramite il processo della meiosi.
Nelle gonadi sono presenti cellule specializzate aploidi dette gametociti che andando incontro alla meiosi generano gameti aploidi,il processo consiste in due divisioni cellulari successive che producono quattro cellule aploidi da una diploide. La meiosi si divide in:


Meiosi 1

Profase 1: i cromosomi omologhi si appaiono e si uniscono longitudinalmente Questa fase di appaiamento è detta sinapsi. Successivamente i cromatidi iniziano a separarsi (desinapsi) rimanendo però incrociati in punti detti chiasmi, formando strutture a 4 cromatidi note come tetradi (o bivalenti). In questo modo gli omologhi si scambiano tratti di DNA attraverso un processo noto come crossing-over.
Essi possono rompersi in punti esattamente corrispondenti,scambiandosi dei segmenti.
Il punto di scambio è detto chiasma,lo scambio non comporta ne perdita,ne guadagno di materiale genetico ma solo uno scambio reciproco di segmenti in corrispondenza.
Il crossing-over è il primo meccanismo con cui si crea variabilità genetica durante la meiosi e che consente ai gameti aploidi che si formeranno di essere geneticamente diversi uno dall’altro.


Metafase 1
le tetradi si allineano sul piano equatoriale della cellula ed ogni coppia di cromosomi si attacca a una fibra di fuso.

Anafase 1
Durante l’anafase I, gli omologhi si separano e migrano verso i poli opposti del fuso,In questo caso i cromatidi rimangono uniti (a differenza della mitosi) mentre si separano gli omologhi. Ciascuna coppia si separa in modo indipendente da quello che fanno le altre. Questo processo è noto come assortimento indipendente degli omologhi ed è il secondo meccanismo con cui si crea variabilità genetica durante la meiosi.

Telofase 1
a questo punto la cellula si divide in due cellule figli,ognuna contenete un numero aploide di cromosomi.



Meiosi 2

Durante la seconda divisione meiotica ciascuna cellula aploide generatasi dalla meiosi I si divide formando due cellule aploidi, per un totale di 4 cellule aploidi. Questo processo è molto simile ad una mitosi, in quanto durante l’anafase II ciascun cromosoma si separa nei due cromatidi che ancora lo costituiscono, i quali migrano poi ai poli opposti della cellula.


Gametogenesi

è il processo di formazione dei gameti e avviene nelle gonadi.
La gametogenesi nei maschi è detta spermatogenesi,nelle donne è detta ovogenesi.

Spermatogenesi
nelle gonadi maschili gli spermatogoni si differenziano in spermatociti primari che vanno,quindi,incontro alla prima divisione meiotica,originando cellule aploidi,note come spermatociti secondari,questi vanno incontro alla seconda divisione meiotica producendo cellule aploidi,gli spermatidi che matureranno in spermatozoi.

Ovogenesi
nelle gonadi femminili gli ovogoni si trasformano in ovociti primari che vanno incontro alla prima divisione meiotica con produzione di due cellule aploidi diverse:
ovocita secondario:se si verifica fecondazione,va incontro alla seconda divisione meiotica producendo una cellula uovo.
glodulo polare: può andare incontro ad una seconda divisione cellulare,formando due nuovi globuli polari,oppure degenerare e morire.