La mitosi e la meiosi
Al microscopio, nelle cellule all'apice di una radice di cipolla si vedono nuclei a riposo e altri in cui il materiale genetico si è raccolto in bastoncini che si dispongono al centro e poi si dividono in due gruppi uguali. Come fa la cellula a essere sicura che le due cellule figlie ricevano esattamente la stessa informazione genetica? E perché, invece, per formare i gameti serve una divisione diversa? In questa pagina troverai le risposte.
La mitosi: una divisione che conserva il corredo cromosomico
Dopo la fase S del ciclo cellulare il DNA è stato duplicato: ogni cromosoma è formato da due cromatidi fratelli, identici e uniti dal centromero. La mitosi li distribuisce in due nuclei figli, in modo che ciascuno riceva un cromatidio per ogni cromosoma.
Metti in ordine le seguenti fasi della mitosi: anafase, telofase, profase e metafase, e descrivi in una frase l'evento più caratteristico di ciascuna.
Metti in ordine le seguenti fasi della mitosi: anafase, telofase, profase e metafase, e descrivi in una frase l'evento più caratteristico di ciascuna.
Si osservano quattro cellule animali in diverse fasi della mitosi, numerate da 1 a 4: Cellula 1: cromosomi condensati dispersi e rottura dell'involucro nucleare. Cellula…
Si osservano quattro cellule animali in diverse fasi della mitosi, numerate da 1 a 4:
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Cellula 1: cromosomi condensati dispersi e rottura dell'involucro nucleare.
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Cellula 2: cromosomi allineati sul piano equatoriale.
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Cellula 3: cromatidi fratelli separati che si spostano verso poli opposti.
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Cellula 4: cromosomi ai poli opposti della cellula e formazione di un solco di strozzamento.
Identifica quale fase (profase, metafase, anafase o telofase) corrisponde a ciascuna cellula numerata e giustifica la tua risposta descrivendo una caratteristica osservabile in ciascuna.
Spiega la funzione biologica della mitosi negli organismi pluricellulari e fai due esempi di processi in cui interviene in modo essenziale.
Spiega la funzione biologica della mitosi negli organismi pluricellulari e fai due esempi di processi in cui interviene in modo essenziale.
La meiosi: due divisioni per produrre i gameti
Se i gameti umani si formassero per mitosi, avrebbero 46 cromosomi; dalla fecondazione nascerebbe uno zigote con 92 cromosomi, la generazione dopo con 184, e così via. Quale divisione dimezza il corredo cromosomico per mantenere costante il numero della specie?
Quante cellule figlie si ottengono dopo una mitosi e quante dopo una meiosi completa? Indica inoltre il corredo cromosomico di tali cellule figlie rispetto alla cellula…
Quante cellule figlie si ottengono dopo una mitosi e quante dopo una meiosi completa? Indica inoltre il corredo cromosomico di tali cellule figlie rispetto alla cellula madre in ciascun processo.
Che cos'è la fecondazione? Spiega perché la meiosi è indispensabile affinché il numero di cromosomi si mantenga costante da una generazione all'altra nelle specie a…
Che cos'è la fecondazione? Spiega perché la meiosi è indispensabile affinché il numero di cromosomi si mantenga costante da una generazione all'altra nelle specie a riproduzione sessuale.
Durante la profase I della meiosi si verifica il crossing over. Spiega in che cosa consiste questo fenomeno e quale conseguenza ha per la variabilità genetica dei gameti.
Durante la profase I della meiosi si verifica il crossing over. Spiega in che cosa consiste questo fenomeno e quale conseguenza ha per la variabilità genetica dei gameti.
Mitosi e meiosi a confronto: che cosa si allinea e che cosa si separa
| Mitosi | Meiosi | |
|---|---|---|
| Divisioni | 1 | 2 (meiosi I e II) |
| Cellule figlie | 2 | 4 |
| Corredo delle figlie | uguale alla madre ($2n \to 2n$) | dimezzato ($2n \to n$) |
| Cromosomi omologhi | restano nella stessa cellula, ma non si appaiano | si appaiano in profase I e si separano in anafase I |
| Figlie geneticamente | identiche | diverse |
| Funzione | crescita, rinnovo, riparazione | formazione dei gameti (o delle spore) |
La mitosi è alla base della riproduzione asessuata: un organismo, come una pianta che si propaga per talea o un'ameba che si divide, genera individui geneticamente identici al genitore. La meiosi, con la fecondazione, è alla base della riproduzione sessuata: unisce i corredi di due genitori e produce figli geneticamente diversi da entrambi.
Nelle gonadi di un organismo diploide con $2n = 14$ si isolano quattro cellule in diverse fasi di divisione cellulare (denominate A, B, C e D) e si quantificano le loro…
Nelle gonadi di un organismo diploide con $2n = 14$ si isolano quattro cellule in diverse fasi di divisione cellulare (denominate A, B, C e D) e si quantificano le loro strutture cromosomiche:
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Cellula A: presenta 7 bivalenti (tetradi) allineati sulla piastra equatoriale, con un totale di 28 cromatidi.
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Cellula B: presenta 14 cromosomi allineati individualmente all'equatore cellulare, con 28 molecole di DNA a doppia elica in totale.
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Cellula C: presenta 7 cromosomi di 2 cromatidi ciascuno, disposti sulla piastra equatoriale.
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Cellula D: presenta 7 cromosomi costituiti da un solo cromatidio non duplicato.
- a) Identifica, motivando, a quale fase specifica della mitosi o della meiosi corrisponde ciascuna delle cellule A, B, C e D.
- b) Se durante l'anafase che segue la fase osservata nella Cellula C si verifica la non disgiunzione dei cromatidi fratelli di un cromosoma, prevedi il corredo cromosomico esatto delle due cellule figlie derivate direttamente da quella divisione.
Mediante tecniche di ibridazione in situ fluorescente (FISH), si marca con una sonda verde il centromero del cromosoma 3 paterno e con una sonda rossa il centromero del…
Mediante tecniche di ibridazione in situ fluorescente (FISH), si marca con una sonda verde il centromero del cromosoma 3 paterno e con una sonda rossa il centromero del cromosoma 3 materno in cellule di un individuo diploide. Al microscopio si osservano tre cellule bloccate in metafase:
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Cellula 1: mostra un segnale doppio verde e un segnale doppio rosso strettamente associati a formare coppie sulla piastra equatoriale.
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Cellula 2: mostra il segnale doppio verde e il segnale doppio rosso allineati in modo indipendente lungo la stessa piastra equatoriale.
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Cellula 3: mostra soltanto un segnale doppio rosso allineato sulla piastra equatoriale, senza presenza del segnale verde in tutta la cellula.
- a) Deduci, motivando, a quale metafase (mitotica, meiotica I o meiotica II) corrisponde ciascuna delle tre cellule osservate in base alla presenza, assenza e orientamento dei centromeri di entrambi gli omologhi.
- b) Prevedi quali segnali fluorescenti e quanti cromatidi del cromosoma 3 riceverà ciascuna delle cellule figlie dopo l'anafase della Cellula 1 rispetto all'anafase della Cellula 2.
Quando la ripartizione fallisce: la non disgiunzione
Il cariotipo di una persona con sindrome di Down mostra 47 cromosomi invece di 46, perché ha tre copie del cromosoma 21. In quale punto della meiosi la ripartizione può andare storta, in modo che un gamete riceva una copia in più?
Se un gamete con il cromosoma 21 in più ($n+1 = 24$) si unisce a un gamete normale ($n = 23$), lo zigote ha tre copie del cromosoma 21 (trisomia 21), causa della sindrome di Down. La non disgiunzione può avvenire in meiosi I o in meiosi II. In meiosi I tutti e quattro i gameti sono anomali (due $n+1$ e due $n-1$); in meiosi II due gameti sono normali, uno è $n+1$ e uno è $n-1$. Lo schema qui sopra è semplificato: mostra solo i due gameti prodotti alla fine della meiosi I, che poi si dividono ancora in meiosi II.
Una coppia ha un figlio con sindrome di Down (trisomia 21 regolare). Per determinare l'origine dell'anomalia si analizzano gli alleli di un marcatore microsatellite…
Una coppia ha un figlio con sindrome di Down (trisomia 21 regolare). Per determinare l'origine dell'anomalia si analizzano gli alleli di un marcatore microsatellite situato molto vicino al centromero del cromosoma 21, dove il tasso di crossing over è trascurabile:
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Padre: omozigote con l'allele $A_1$.
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Madre: eterozigote con gli alleli $A_2$ e $A_3$.
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Figlio con sindrome di Down: genotipo $A_1 A_2 A_3$.
- a) Deduci, motivando, in quale genitore si è verificato l'errore meiotico e dimostra in modo inequivocabile se la non disgiunzione è avvenuta durante l'anafase I o durante l'anafase II.
- b) Se l'errore di non disgiunzione si fosse verificato nell'altra divisione meiotica dello stesso genitore, prevedi quali genotipi alternativi avrebbe potuto ereditare il figlio rispetto agli alleli materni e quale percentuale dei quattro prodotti di quella meiosi sarebbe stata completamente euploide ($n = 23$).