Parte 1 28 Biologia applicata, Biotecnologie, Agroambiente la gemmazione è tipica dei lieviti: nella cellula madre si produce una protuberanza nella quale migra un nucleo figlio che si circonda di poco citoplasma e si stacca dalla madre; la sporogenesi è tipica di protisti, funghi, piante. Nel citoplasma materno si formano diversi nuclei figli che si separano fra loro circondati di una piccola porzione di citoplasma per mezzo di una membrana cellulare; al termine, la membrana della cellula madre si rompe, lasciando libere le cellule figlie, dette spore. Le spore deputate alla diffusione della specie possono essere endospore se si originano entro una cellula sporigena detta sporangio, oppure esospore o conidi se originate da un conidioforo. Le spore con le quali la specie si conserva sono dette spore durature e sono dotate di una parete resistente. IL CICLO CELLULARE Negli organismi più evoluti il ciclo cellulare consiste di una serie di eventi che si susseguono sempre uguali, suddivisi in cinque fasi intermedie: G1, S, G2, mitosi e citodieresi. 1. Nella fase G1 la giovane cellula va incontro a un intenso periodo di accrescimento, caratterizzato da un metabolismo molto attivo, fino a raggiungere le dimensioni critiche, dimensioni oltre le quali il rifornimento di materia e di energia è insufficiente a sostentare la massa del citoplasma. 2. La fase S (sintesi del DNA) si innesca quando la cellula ha raggiunto le dimensioni critiche; a livello del nucleo si verifica la duplicazione del DNA. 3. Nella fase G2 la cellula, che ha raddoppiato il citoplasma nella fase G1 e il nucleo nella fase S, si accresce solo per preparare l apparato proteico ed energetico necessario per affrontare le fasi successive. Nucleo Cromosomi Cellula Duplicazione dei cromosomi Migrazione dei cromosomi Divisione cellulare Cellule figlie 32 Sequenza dei processi di mitosi. 0080.Parte1_Cap_01.indd 28 4. Mitosi [ 32 ]: si tratta della divisione nucleare e si svolge in quattro fasi, cioè in intervalli ben separati: profase; metafase; anafase; telofase. Profase: la membrana nucleare comincia a dissolversi pian piano e nel citoplasma si vanno a formare dei sottili filamenti proteici; i cromosomi cominciano a spiralizzarsi sotto forma di piccoli bastoncini di ineguale lunghezza e forma, formati da due cromatidi corrispondenti ai due filamenti di DNA formatisi durante la duplicazione, uniti dal centromero, un corpuscolo circolare; la membrana sparisce completamente e i filamenti proteici si uniscono al centro della cellula, formando una struttura complessa, detta fuso mitotico, che si spinge da un polo all altro. Metafase: i cromosomi, ancora costituiti dai cromatidi appaiati, prendono contatto con il fuso, si muovono nel citoplasma e si dispongono su uno stesso piano, al centro del fuso. Anafase: i singoli cromatidi si separano e migrano ai poli del fuso mitotico; segue poi l organizzazione dei cromosomi a formare i due nuovi nuclei figli , mediante formazione delle due membrane nucleari. Telofase: i cromosomi aderiscono col centromero ad alcuni filamenti del fuso mitotico. In seguito il centromero si divide in due, a causa della contrazione delle fibre del fuso verso i poli, e trascina con sé i cromatidi gemelli, che vengono separati. 5. Citodieresi. Il citoplasma della cellula madre si divide in due parti all incirca uguali, ognuna contenente un nucleo figlio. In una cellula vegetale, la separazione del citoplasma avviene per accumulo, nella zona equatoriale, di vescicole che saldandosi fra loro originano la piastra equatoriale. RIPRODUZIONE SESSUATA La riproduzione sessuata avviene quando un maschio e una femmina si accoppiano fondendo cellule particolari, dette gameti. Questi possono essere identici e indistinguibili, se non a livello biochimico (isogameti), oppure diversi a seconda dei sessi (anisogameti). In questo caso il gamete femminile, cellula uovo o uovo, è di grandi dimensioni e immobile, quello maschile, molto più piccolo e mobile, prende nomi diversi a seconda dei taxa. I gameti hanno nucleo aploide, contenente un unica serie, identica in entrambi, di cromosomi omologhi, tutti diversi fra loro. L incontro fra un gamete maschile e uno femminile, detto fecondazione, dà origine a un unica cellula, lo zigote, che riunisce in sé le informazioni genetiche contenute nei due gameti dei genitori ed è perciò diploide. Lo zigote, negli organismi unicellulari, è già il nuovo individuo; in quelli pluricellulari, si divide per mitosi in un processo detto sviluppo embrionale o embriogenesi, per formare tutte le cellule del nuovo individuo. I gameti si formano a partire da una cellula diploide grazie a un particolare tipo di divisione cellulare: la meiosi, al termine della quale si vengono a formare quattro cellule figlie aploidi, derivate da un unica madre. Il processo consiste in due distinte divisioni successive, dette divisione meiotica I e II per le quali si usa la stessa suddivisione in fasi della mitosi [ 33 ]. Fra la divisione meiotica I e II non si verifica alcuna interruzione né la duplicazione del DNA. 26/02/21 16:53