David Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians,
William K. Purves, David M. Hillis
Biologia.blu
Dalle cellule agli organismi
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1
Capitolo A6
La divisione cellulare
La riproduzione degli organismi
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LA MEIOSI
INDICE
 Riproduzione sessuata
 Ciclo vitale degli esseri umani
 Scopo della meiosi
 Organizzazione della meiosi
 Fasi della meiosi
 Meiosi e variabilità genetica
 Produzione dei gameti nella specie umana
 Cariotipo umano
 Meiosi e malattie genetiche umane
 Link a: aploide/diploide, crossing over, cariotipo
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La riproduzione sessuata
 Nella maggior parte degli organismi pluricellulari la riproduzione
avviene per via sessuata
 I genitori producono i gameti, cellule specializzate con corredo
cromosomico aploide
 Con la fecondazione, un gamete maschile (spermatozoo) si unisce
a un gamete femminile (cellula uovo) dando origine allo zigote
diploide, che formerà un nuovo individuo
 Il patrimonio genetico del nuovo individuo è una combinazione del
patrimonio genetico dei genitori
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Video 2:“La riproduzione sessuata”
(avvia il video: collegati a internet, metti il cursore sul link, click
destro)
http://www.youtube.com/watch?v=B4PY16svqoE
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Unità C3 - Le cellule crescono e si riproducono
La riproduzione sessuata:
meiosi e fecondazione
Il corredo dello zigote contiene
due copie di ogni cromosoma
(i cromosomi omologhi) poiché
corrisponde alla somma dei due
corredi aploidi dei gameti
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Aploide/diploide
 Una cellula che contiene 2
cromosomi di ogni tipo è diploide: le
cellule somatiche sono diploidi
 I due cromosomi omologhi
contengono i geni che controllano gli
stessi caratteri ereditari nella stessa
posizione (o locus)
 Una cellula in cui è presente un
cromosoma per ogni coppia di
omologhi è aploide: i gameti sono
aploidi
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Cicli vitali
Cellule e organismi aploidi si alternano a diploidi.
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Ciclo vitale degli esseri umani
Negli esseri umani le cellule somatiche hanno 46 cromosomi (23 coppie
di omologhi), mentre i gameti ne hanno 23
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Scopo della meiosi
 La meiosi è il processo tramite il quale il numero di cromosomi tipico
della specie si dimezza
 Se i gameti avessero lo stesso numero di cromosomi delle cellule
somatiche, lo zigote avrebbe un numero doppio di cromosomi e a
ogni generazione il numero di cromosomi raddoppierebbe
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Organizzazione della meiosi
 La meiosi si realizza attraverso due divisioni cellulari successive, la
meiosi I e la meiosi II, precedute da un’unica duplicazione del DNA
 Le coppie di cromosomi omologhi presenti nelle cellule germinali si
separano
 Le cellule figlie ricevono ciascuna un cromosoma omologo
 A partire da una singola cellula germinale diploide si ottengono
quattro gameti aploidi
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La meiosi
Ogni evento meiotico comprende due divisioni
nucleari:
• meiosi I
• meiosi II
che riducono il numero di cromosomi da diploide
(2n) ad aploide (n); il nucleo si divide due volte ma
il DNA si duplica una volta sola.
Alla fine di questo processo si generano quattro
cellule figlie chiamate gameti.
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Meiosi I
 La meiosi I è preceduta dalla
duplicazione del DNA: all’inizio del
processo ogni cromosoma è
costituito da due cromatidi identici
uniti a livello del centromero
 La meiosi I si suddivide in:
profase I
metafase I
anafase I
telofase I
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La meiosi
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Video 1: “la meiosi”
(avvia il video: collegati a internet, doppio click su file
0902_meiosi_LOOP.swf che è nella cartellina di questo file ppt)
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Profase I
 La membrana che avvolge il nucleo si disgrega e si forma un fascio
di microtubuli che costituisce il fuso o cinetocore
 La cromatina si condensa e i cromosomi duplicati diventano visibili al
microscopio ottico
 I cromosomi omologhi si appaiano per tutta la loro lunghezza,
formando la tetrade
 Avviene il crossing over, che consiste nello scambio di segmenti tra i
cromatidi dei cromosomi omologhi
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Profase I
Grazie al crossing over, alla fine della profase I i due cromatidi di ogni
cromosoma possono contenere materiale genetico differente
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Il crossing-over
Durante la prima fase
della meiosi, lo scambio
di DNA mediante
crossing-over dà
origine a cromosomi
geneticamente diversi,
e quindi a nuove
combinazioni del
materiale genetico nei
cromatidi ricombinanti.
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Unità C3 - Le cellule crescono e si riproducono
Il crossing-over
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19
Crossing over
 Nei punti di incrocio tra i cromatidi dei cromosomi omologhi (chiasmi)
si ha la rottura e lo scambio tra porzioni omologhe di cromatidi
corrispondenti
 I tratti scambiati si saldano e, di conseguenza, il cromosoma di
origine materna ora contiene porzioni del cromosoma omologo di
origine paterna, e viceversa
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Metafase I
Nella metafase I le coppie di cromosomi omologhi si allineano sul piano
equatoriale della cellula
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Anafase I
Durante l’anafase I i cromosomi omologhi, ognuno costituito da due
cromatidi, si separano, tirati dalle fibre del cinetocore, migrando verso i
poli opposti della cellula
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Telofase I
Nella telofase I i cromosomi omologhi sono migrati ai poli opposti in
maniera da assumere un assetto aploide, ma ogni cromosoma è ancora
formato da due cromatidi
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Interfase
Dopo la telofase I ci può essere una seconda interfase, in cui i
cromosomi possono perdere parzialmente la forma a spirale e con
eventuale formazione di membrane nucleari e divisione del citoplasma
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Meiosi II
 La seconda divisione meiotica è simile alla mitosi, ma non è
preceduta dalla duplicazione del materiale cromosomico
 I due cromatidi di ciascun nucleo formatosi al termine della meiosi I si
separano e migrano ai poli opposti del fuso
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Anafase e telofase II
 Nell’anafase II i cromatidi si separano a
livello del centromero e da questo
momento vengono chiamati cromosomi;
ciascun cromosoma migra quindi verso
uno dei due poli
 Durante la telofase II il fuso scompare e
si riforma la membrana nucleare. I
quattro nuclei contengono ognuno un
numero aploide di cromosomi. Alla
telofase segue la citodieresi
 Grazie al crossing over i 4 nuclei
contengono materiale genetico
rimescolato e, quindi, le cellule figlie non
saranno mai identiche alla cellula madre
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Video 2: “la meiosi”
(avvia il video: collegati a internet, cursore sul link, click destro,
apri collegamento ipertestuale)
http://www.youtube.com/watch?v=OYS-zIauImA
Da min 7:40 a min 17:25
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Animazione
Attività 1: “cosa succede nella meiosi?”
(avvia il video: collegati a internet, doppio click su file 0902ì4_bis.swf che è nella cartellina di questo file ppt)
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Attività 2:“Cosa accade nella mitosi?”
20 Test interattivi: rispondi, correggi e stampa
Apri il link: http://www.zanichellitest.it/#exerciser%20id=248
Scegli tra:
Allenamento
per esercitarti con correzione automatica degli errori,
senza limiti di tempo
Test
per valutare la tua preparazione con una prova contro il
tempo, con pagella finale
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Unità C3 - Le cellule crescono e si riproducono
MEIOSI: Riepilogo
La meiosi I
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Unità C3 - Le cellule crescono e si riproducono
MEIOSI: Riepilogo
La meiosi II
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Meiosi e variabilità genetica
La diversità dei gameti è assicurata dai seguenti
processi:
 crossing over, che si verifica nella profase I
 assortimento casuale dei cromosomi omologhi, cioè la loro
separazione indipendente
 assortimento casuale dei cromatidi fratelli
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La produzione dei gameti
nella specie umana
Nel maschio in età fertile, per ogni meiosi si formano quattro
spermatozoi. La spermatogenesi avviene in continuazione e ogni
eiaculazione (emissione di sperma) contiene circa 300-400 milioni di
spermatozoi
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La riproduzione nella specie umana
 Nella femmina, durante la prima divisione meiotica, da ogni
oocita primario si formano un oocita secondario e un corpo
polare molto piccolo: il citoplasma si distribuisce in modo
diseguale
 Nella seconda divisione meiotica viene prodotta soltanto una
cellula matura, l’ovulo. I corpi polari degenerano
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Cariotipo
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Come si ottiene il cariotipo
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Il cariotipo umano
 Nella specie umana vi sono 23
coppie di cromosomi omologhi,
di cui 22 autosomi e una
coppia di cromosomi sessuali
(eterocromosomi)
 I cromosomi sessuali si
presentano in due forme,
indicate con X e Y. Le donne
hanno il genotipo XX, gli uomini
quello XY
 La maggior parte dei geni
presenti sul cromosoma X non
ha un corrispettivo sul
cromosoma Y, e viceversa
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Quando la meiosi fa errori:
“meiosi e malattie genetiche”
La mancata disgiunzione di una
coppia di omologhi o di due cromatidi
può dare origine a un gamete con un
cromosoma in più (trisomia) e
determinare la formazione di uno zigote
con un cromosoma sovrannumerario
Nella maggior parte dei casi un embrione
con un numero errato di cromosomi viene
abortito spontaneamente, molto prima
della nascita. Altre volte le conseguenze
sono meno gravi. Se il cromosoma in più
è il 21 (trisomia 21), si ha la sindrome di
Down
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Meiosi e malattie genetiche
 Altre trisomie umane sono la sindrome di Edwards e la
sindrome di Patau, dovute rispettivamente alla trisomia della
18a e della 13a coppia di autosomi
 La non-disgiunzione può produrre anche individui con un
numero anomalo di cromosomi sessuali, come la sindrome di
Klinefelter (XXY)
 Le donne portatrici di un solo cromosoma X (X0) sono affette
dalla sindrome di Turner. Il loro cariotipo è costituito da 45
cromosomi (22 coppie di autosomi e un unico cromosoma X);
questo è l’unico caso conosciuto di individui vitali con un
cromosoma in meno
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Attività 3:“Cosa accade nella meiosi?”
10 Test interattivi: rispondi, correggi e stampa
Apri il link: http://www.zanichellitest.it/#exerciser%20id=293
Scegli tra:
Allenamento
per esercitarti con correzione automatica degli errori,
senza limiti di tempo
Test
per valutare la tua preparazione con una prova contro il
tempo, con pagella finale
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Video 2:“La riproduzione sessuata”
(avvia il video: collegati a internet, metti il cursore sul link, click
destro)
www.youtube.com
Da min 2:40 a min 2:37
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