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A cosa serve la divisione cellulare. Differenze tra eucarioti e procarioti. Spiegazione schematica della scissione binaria. Definizione cellule perenni, stabili, staminali/labili. Spiegazione e funzione mitosi. Spiegazione di tutte le fasi della mitosi (profase, prometafase, metafase, anafase, telofase) e citodieresi (differenza tra cellule animali e vegetali). Spiegazione interfase (G1, G0, S, G2). Spiegazione punti di controllo: dove si trovano e come funzionano. Spiegazione e funzione meiosi. Spiegazione della fase diplotene in cui può avvenire il crossing over. Differenza del ciclo cellulare tra cellule somatiche e germinali.
Tipologia: Appunti
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La divisione cellulare è alla base di : ● accrescimento ● rigenerazione dei tessuti ● riproduzione Differenze tra: ● eucarioti (sia animali che vegetali): ● si possono dividere tramite mitosi o meiosi ● i processi di duplicazione e divisione risultano più complessi ● la divisione cellulare è prerogativa per l'accrescimento e l’omeostasi (capacità di autoregolazione) dei diversi tessuti ● possiedono un nucleo ben definito che si deve dividere in due nuovi nuclei, perciò la ripartizione del materiale genetico è un evento separato dalla citodieresi, che può avvenire soltanto dopo che il nucleo si è interamente duplicato ● non si dividono in continuazione, una volta che si sono specializzate si dividono raramente ● procarioti ● si possono dividere tramite scissione binaria : molto semplice, dura circa 30 minuti ● la divisione cellulare corrisponde alla riproduzione dell’intero organismo ● si dividono in continuazione Nell’individuo adulto ci sono: ● cellule perenni : dopo essersi differenziate non compiono più il ciclo cellulare ( esempio: neuroni ) ● cellule stabili : non compiono più il ciclo cellulare ma hanno la possibilità di riprenderlo ( esempio: epatociti: cellule del fegato, se subisce danni le cellule sane possono riprendere il ciclo per rigenerare le cellule morte/danneggiate ) ● cellule staminali/labili : continuamente compiono il ciclo cellulare ( esempio: cellule dell’epidermide, c’è bisogno di un continuo ricambio delle cellule della nostra pelle ) Fattori di crescita che possono stimolare le cellule a dividersi : ● fattore di crescita derivato dalle piastrine (rimarginazione delle ferite) ● eritropoietina: sintetizzata dai reni, stimola la proliferazione delle cellule del midollo osseo e la produzione di eritrociti (globuli rossi) ● ormoni CICLO CELLULARE : intera vita della cellula, ha inizio tra mitosi e G 1 , dura qualche ora ● MITOSI : da 1 cellula madre (diploide) si ottengono 2 cellule figlie (diploidi) geneticamente identiche tra loro e alla cellula madre da cui derivano.
Funzioni della mitosi negli organismi pluricellulari : ● riproduzione asessuata ● accrescimento corporeo: sviluppo degli organi e degli apparati ● rinnovamento e riparazione dei tessuti: riparazione e sostituzione delle strutture corporee danneggiate o soggette a invecchiamento ● La mitosi viene indotta quando la cellula cresce a tal punto che, la membrana, che deve garantire gli scambi, non è più adeguata alla quantità di materiale che dovrebbe soddisfare (il volume cresce di più rispetto alla superficie) (le cellule non possono crescere all’infinito, quando raggiungono il “limite” devono dividersi) Le cellule eucariotiche somatiche , non destinate a formare i gameti, si dividono per mitosi. La mitosi comprende la creazione di due nuclei distinti, a seguire c’è la citodieresi/citocinesi ovvero la divisione del citoplasma e la separazione delle cellule figlie. Quindi la divisione cellulare comprende mitosi e citodieresi. La mitosi si può suddividere in sottoparti:
● S : sintesi/duplicazione del DNA , nel momento in cui la cellula passa in questa fase inizia nel nucleo la duplicazione di tutti i cromosomi per formare i cromatidi fratelli ● G 2 : fase conclusiva, i centrioli (piccole strutture tipiche delle cellule animali che stanno nel citoplasma) hanno un ruolo importante nel ciclo cellulare, infatti si sdoppiano (da 2 a 4 ), questa fase è importante per poter iniziare efficacemente la mitosi. In questa fase la cellula può crescere ancora un po’ perché tanto sta andando incontro alla divisione. All’interno del ciclo cellulare esistono dei punti di controllo che si basano sull’attivazione e disattivazione ciclica di proteine che innescano/regolano: ● duplicazione del DNA ● mitosi ● citochinesi (divisione dei citoplasmi durante la mitosi) Per attivare/disattivare le proteine di controllo vengono utilizzati come strumenti: ● fosforilazione da parte di chinasi (enzimi): vengono attaccati gruppi fosforici alle molecole che devono essere attivate. Le chinasi devono essere a loro volta controllate per evitare che attacchino i gruppi fosfato troppo presto. Esistono chinasi diverse in base alla fase del ciclo cellulare in cui devono lavorare , quindi non sono le stesse per tutto il ciclo. Le chinasi da sole sono inattive, possono essere attivate solo dalla ciclina (è una proteina, non un enzima) che si unisce alla chinasi. Anche le cicline sono specifiche e variano in base alla fase del ciclo. La chinasi unita alla ciclina attacca gruppi fosfato, poi la ciclina viene demolita e la chinasi smette di lavorare. ● defosforilazione da parte di fosfatasi (enzimi): vengono staccati gruppi fosforici dalle molecole che devono essere disattivate Dove sono i punti di controllo :
La meiosi riguarda solo le cellule eucariotiche germinali : destinate a formare i gameti. Con la meiosi I e II da 1 cellula madre diploide si ottengono 4 cellule figlie aploidi. Nella fecondazione 2 gameti aploidi (ovulo e spermatozoo) si fondono e formano una cellula diploide. Funzioni della meiosi : ● ridurre il numero cromosomico da diploide ad aploide ● assicurare che ciascun gamete aploide sia provvisto in un corredo completo di cromosomi ● garantire la variabilità genetica dei gameti (crossing over) Meiosi I, divisione cellulare riduzionale : si separano gli omologhi ● Profase I : molto articolata, viene divisa in sotto periodi: ● Leptotene ● Zigotene ● Pachitene ● Diplotene : ● i due omologhi sdoppiati della stessa coppia si dispongo vicini e formano la tetrade (complessivamente sono 4 cromosomi) ● può avvenire che due cromatidi di due cromosomi diversi si scambino porzioni equivalenti di DNA (crossing over) incrociandosi in punti detti chiasmi (a livello dei chiasmi avviene la rottura e la ricombinazione del materiale genetico) ● c’è ancora la membrana cellulare, per questo è più facile l’avvicinamento tra i due cromosomi che si scambiano pezzi ● Diacinesi : ● scompare il nucleolo ● scompare la membrana nucleare ● Metafase I : ● i cromosomi omologhi sdoppiati nei 2 cromatidi fratelli si dispongono su due piani al centro della cellula ● ogni omologo prende contatto con le fibre del fuso provenienti da solo uno dei due poli della cellula (ogni cellula eredita solo metà dell’informazione genetica, solo 1 dei 2 omologhi) ● Anafase I ● Telofase I : si riformano le membrane nucleari e poi avviene la citodieresi Meiosi II, divisione cellulare equazionale : è come la mitosi, si separano i cromatidi fratelli ● Profase II ● Metafase II ● Anafase II ● Telofase II Nella spermatogenesi umana partendo da una cellula diploide si ottengono 4 spermatozoi aploidi tutti e 4 funzionanti. Nelle ovaie invece da una cellula iniziale diploide si formano 4 cellule aploidi ma solo 1 è un gamete utilizzabile. Nel gamete femminile deve rimanere molto citoplasma che permetta lo sviluppo dell’embrione perché lo spermatozoo non porta citoplasma.