Biologia cellulare e genetica 29 Capitolo 1 I CICLI BIOLOGICI DEGLI EUCARIOTI Salvo eccezioni, tutti gli eucarioti hanno cicli biologici caratterizzati dalla riproduzione sessuale in seguito alla fusione dei gameti o fecondazione da cui si origina una cellula diploide: lo zigote che comincia a dividersi per mitosi e a differenziarsi in numerose cellule originando la fase diploide del ciclo biologico. Essa si conclude con la meiosi, in cui avviene il dimezzamento del numero dei cromosomi e l assortimento casuale degli alleli. Dalla meiosi comincia la fase aploide del ciclo biologico [ 34 ]. Se la fase aploide è prevalente, come avviene per alcuni funghi, il ciclo prende il nome di aplobionte o aplonte. Lo zigote subisce immediatamente la meiosi dando origine a cellule aploidi, le spore, che si dividono per ripetute mitosi in numerose cellule producendo un organismo aploide le cui cellule germinali, i gameti, fondendosi, prendono parte alla fecondazione. Se prevale la fase diploide, come avviene per gli animali (compreso l uomo), il ciclo è detto diplobionte o diplonte. Lo zigote si divide per mitosi successive in numerose cellule che si differenziano e danno luogo a un organismo diploide le cui cellule germinali subiscono la meiosi e originano cellule aploidi, i gameti (meiosi gametica), che partecipano alla fecondazione. Se non prevale nessuna delle 2 fasi, come avviene per alcuni funghi e per le piante, si ha il ciclo aplodiplobion5-6. Si formano due cellule 7 con una sola serie te o aplodibionte. Lo zigote di cromosomi, ancora 8 si divide per successive mitosi costituiti da due cromatidi in numerose cellule che diffeciascuno renziandosi danno luogo a un organismo diploide. Le cellule germinali di questo organismo 6 affrontano la meiosi e produco8 no cellule aploidi, le spore, che 7. Si forma di nuovo il fuso e i si dividono per successive micromatidi si separano migrando tosi in numerose cellule origiai poli della cellula nando un organismo aploide le 5 cui cellule germinali, i gameti, 7 si possono fondere e fecondare. ,Profase I Oltre agli stessi eventi della mitosi, si verifica l appaiamento dei cromosomi omologhi che, ponendosi l uno di fianco all altro, formano una tetrade. A volte segmenti di cromatidi omologhi si rompono e si saldano secondo un ordine scambiato (crossing-over). Metafase I Le tetradi formano la piastra equatoriale e ciascun omologo aderisce con il proprio centromero alle fibre del fuso. Anafase I Le fibre del fuso si accorciano e trascinano con sé gli omologhi, separandoli ai due poli opposti della cellula. Telofase I molto breve; le due cellule figlie si separano dalla madre, ma i due nuclei non si riorganizzano e i cromosomi, ancora formati dai due cromatidi uniti a livello del centromero, restano spiralizzati. Profase II molto rapida e avviene di seguito. Metafase II In questa, come in una normale mitosi, i cromosomi si dispongono nella piastra equatoriale uno di fianco all altro. Anafase II Le fibre del fuso contraendosi separano i due cromatidi che vengono trascinati verso i poli opposti. Telofase II I cromatidi, divenuti cromosomi, cominciano a despiralizzarsi e a organizzarsi in un nuovo nucleo; il citoplasma delle due figlie si divide in due. 1-2. I cromosomi si mettono in evidenza nel nucleo e poi si duplicano risultando formati da due cromatidi 1 2 3 4 3. Si forma il fuso e i cromosomi si dispongono sul piano equatoriale. Si accoppiano gli omologhi e si incrociano (crossing over) Prima coppia di omologhi 4. I cromosomi migrano per metà al polo Nord e per metà al polo Sud della cellula Seconda coppia di omologhi Dalla madre Dal padre Gameti Meiosi 8 6 8. Si formano quattro cellule sessuali contenenti ognuna un numero di cromosomi uguale alla metà di quello della cellula iniziale Fecondazione Fase aploide 2n Zigote (n) Mitosi Mitosi Fase aploide (n) CICLO DIPLONTE Mitosi Gameti n n Spore n Meiosi Sporofito Gametofito Gametofito n Fase diploide (2n) 0080.Parte1_Cap_01.indd 29 33 Sequenza dei processi di meiosi. n Mitosi 34 Cicli biologici degli eucarioti. 8 Fase diploide (2n) Fecondazione 2n Zigote CICLO APLONTE Spore n Mitosi Gameti n n Fase aploide (n) Meiosi Fecondazione Fase diploide (2n) 2n Zigote Mitosi Sporofito CICLO APLONTE 26/02/21 16:53