Riproduzione Flashcards
Cos’è un gene e quali sono le sue funzioni? Differenza tra genotipo e fenotipo?
Il gene è l’unità fondamentale degli organismi viventi; corrisponde ad una sequenza di acidi nucleici.
• dirigono lo sviluppo fisico e comportamentale di un essere vivente
• fenotipo di un organismo: prodotto di alcuni suoi geni, e dell’interazione di tale prodotto con l’ambiente
• genotipo: le istruzioni ereditarie che porta possono essere o non essere espresse
Cosa sono i cromosomi? Qual è la differenza tra cellula aploide e diploide?
CROMOSOMI
• cromosoma: corpuscolo portante l’informazione genetica, che appare nel nucleo di una cellula eucarote durante la mitosi o la meiosi
• filamento a doppia elica di DNA + proteine (attorno alle quali lo stesso filamento si avvolge)
• cromosomi spesso presenti in coppie
• Cellule:
○ aploidi (n): possiedono un cromosoma per tipo
○ diploidi (2n): coppie di cromosomi omologhi
Cos’è un allele?
ALLELI
• Allele: ogni variante di sequenza di un gene.
• genotipo di un individuo relativamente ad un gene: corredo di alleli che egli si trova a possedere. In un organismo diploide –> genotipo costituito da due alleli
• Omozigosi (contrario di eterozigosi): condizione in cui ognuno dei due alleli dello stesso gene, presenti in ciascun cromosoma omologo, codificano in maniera identica.
Cosa sono due cromosomi omologhi?
CROMOSOMI OMOLOGHI
Cromosomi omologhi degli organismi diploidi: cromosomi morfologicamente identici che appaiono durante la meiosi.
• cromosomi che in loci corrispondenti presentano gli stessi geni sintetizzanti informazioni identiche, ossia codificando per lo stesso allele (omozigosi) oppure differenti, codificando per un diverso allele (eterozigosi)
• organismi diploidi:
○ uno dei cromosomi omologhi è di origine materna, l’altro di origine paterna
○ cromosomi omologhi dettano in ogni punto per lo stesso carattere
• cromosomi umani: 46 (23 coppie, 22 autosomi + cromosomi sessuali (eterosomi) –> XX donna, XY uomo)
• due cromosomi omologhi possiedono gli stessi geni, ma possono avere diverse forme alleliche (eterozigosi)
Es. ciascuno dei due possiede il gene che controlla il colore degli occhi, ma non necessariamente gli alleli determineranno lo stesso colore.
Gli alleli possono essere:
○ completamente dominanti
○ completamente recessivi (si manifestano in condizioni di omozigosi)
○ dominanza incompleta
Che cosa sono mitosi e meiosi?
MITOSI: divisione cellulare che porta alla formazione di nuove cellule con lo stesso assetto cromosomico aploide, diploide o poliploide
MEIOSI: processo di divisione cellulare mediante il quale una cellula eucariotica con corredo cromosomico diploide dà origine a quattro cellule con corredo cromosomico aploide
In cosa consiste la riproduzione asessuale?
RIPRODUZIONE ASESSUALE (agamia)
Si ha quando da un solo genitore (generazione parentale) ha origine la generazione filiale.
• non esistono organi o cellule sessuali specifici
• la proliferazione avviene per divisione cellulare con ciclo mitotico
• la prole, salvo mutazioni, possiede il patrimonio genetico del genitore
• gli organismi sono in genere aploidi (n): possiedono un unico corredo genetico e le mutazioni vengono espresse immediatamente
• NON SI HANNO NUOVE COMBINAZIONI GENETICHE nei cromosomi della progenie
In cosa consiste la riproduzione sessuale?
RIPRODUZIONE SESSUALE (anfigonia: accoppiamento di due individui differenti)
Coinvolge di regola due genitori
• si ha dalla fusione di due cellule sessuali (gameti) provenienti da due genitori di diverso sesso
• la formazione dei gameti avviene per divisione cellulare con ciclo meiotico
• gli organismi sono in genere diploidi (2n)
• la prole possiede un patrimonio genetico che deriva dalla fusione di quello materno e quello paterno
• RICOMBINAZIONE GENICA nei cromosomi della prole, oltre ad eventuali mutazioni, non necessariamente espress
• La riproduzione sessuale necessità di:
a. meccanismi che permettono l’incontro dei gameti (uovo F e spermatozoo M)
b. adattamenti adeguati allo sviluppo dell’uovo fecondato
Come avviene la riproduzione asessuale per scissione?
Scissione:
• probabilmente gli organismi primitivi si riproducevano semplicemente spezzandosi in due parti (ancora oggi lo fanno gli organismi più semplici: procairoti, protozoi, animali pluricellulari semplici)
• divisione di una cellula del corpo di organismi pluricellulari in due –> in questo processo nella cellula si forma un solco nella membrana plasmatica
• scissione binaria: quando la divisione avviene in parti eguali; la prole contiene una quantità approssimativamente uguale di protoplasma e le strutture associate.
• comune in protozoi, per alcuni è l’unico mezzo di riproduzione
• nella divisione il piano di separazione può essere asimmetrico, trasversale, o longitudinale, a seconda della specie.
• diversi organismi pluricellulari, come i vermi piatti a vita libera (es. planaria) si riproducono per scissione longitudinale
• vermi piatti e anellidi –> formano numerose costrizioni per tutta la lunghezza del corpo e originano una catena di individui figli
–> scissione multipla o schizogonia
esempio: escherichia coli (procariote), ameba (protozoo), planaria (platelminta), Autolysis spp (Anellide)
Come avviene la riproduzione asessuale per gemmazione?
Gemmazione:
• produzione di piccoli gruppi di celllule (gemme) in diverse regioni del corpo del genitore da cui si sviluppano nuovi individui
• questi nuovi individui possono restare attaccati al corpo del genitore formando colonie
• o separarsi e condurre vita libera.
• diffusa tra gli Celenterati (Cnidari) e tra le spugne (Poriferi)
esempio: Hydra spp. (Cnidari)
Come avviene la riproduzione asessuale per frammentazione?
Frammentazione (o rigenerazione o architomia):
• distacco di una parte del corpo del genitore;
• tale frammento è poi in grado di riformare le parti mancanti, rigenerando un nuovo individuo
Come avviene la riproduzione asessuale per sporulazione?
Sporulazione:
• Rappresenta l’unico meccanismo di differenziamento procariotico, in cui un identico genotipo tra cellula madre e cellula figlia corrisponde un differente fenotipo.
• Le cellule figlie sono infatti definite spore, disponendo di strutture che garantiscono una maggiore resistenza nei confronti di ambientali particolarmente sfavorevoli.
• individuo adulto muore e rilascia delle spore –> nelle spore cellule da cui quando le condizioni ambientali sono idonee nasce un individuo, identico a quello che aveva rilasciato le spore
Come avviene la rirpoduzione asessuale per poliembrionia?
Poliembrionia:
• È una forma particolare ma diffusa di riproduzione asessuata negli animali, per cui l’ovulo appena fecondato (zigote) o una fase successiva di sviluppo embrionale si divide per formare cloni.
• Soltanto la prole è formata da individui geneticamente identici, mentre è diversa dai genitori, i cui gameti prodotti da meiosi si sono uniti durante la fecondazione. Di fatto rappresenta una riproduzione asessuale della cellula zigote (es. gemelli monovulari dei mammiferi, imenotteri, etc.)
• Zigote (cellula che si forma dalla fusione di uovo e spermatozoo) –> prima di duplicare le proprie cellule si divide in due e forma due individui; es. gemelli identici.
Come avviene la determinazione del sesso per differenziazione genotipica?
• Differenziazione genotipica del sesso (GSD): scritta nel DNA; il DNA come cromosoma o come gene determina il sesso degli individui;
Nei maschi e nelle femmine esistono diversi alleli o addirittura diversi geni che specificano la loro morfologia sessuale; negli animali ciò è spesso accompagnato da differenze cromosomiche.
○ Sistema XY (XX/XY) § il + comune § Femmina possiede due cromosomi XX; Maschio possiede XY (il maschio è il sesso eterogametico) § Tutte le uova portano un cromosoma X (femmina: sesso omogametico), spermatozoi metà X e metà Y (maschio: sesso eterogametico) § valido per la quasi totalità dei mammiferi (no ornitorinco, sistema simile a quello degli uccelli) ○ Sistema XX/X0 (aplodiploidia) § Sistema aplodiploide: variante del sistema XY --> maschi hanno assenza di un secondo cromosoma sessuale § femmine: XX (diploidi), maschi hanno un solo cromosoma: X0 (aploidi) § molte specie di insetti Imenotteri come formiche e api e in alcuni emitteri. ○ Sistema ZW: § uccelli e ornitorinco, alcuni insetti § femmine sesso eterogametico (ZW), maschi sesso omogametico (ZZ)
Come avviene la determinazione del sesso per differenziazione ambientale?
• Differenziazione ambientale del sesso (ESD): ci sono degli individui che nascono senza sesso determinato. In questi casi la differenziazione è determinata da parametri ambientali di tipo fisico (es. temperatura) o sociale (es. le dimensioni di un individuo rispetto ad altri membri della sua popolazione)
–> fattori post-fertilizzazione
–> i dettagli di alcuni sistemi di determinazione sessuale non sono ancora pienamente compresi
–> esempio: rotiferi, nematodi, policheti, echiuridi, crostacei, pesci e rettili
○ Esempio: rettili presentano entrambe le modalità GSD e ESD che possono anche verificarsi insieme. Parametro che influenza di più: temperatura di incubazione delle uova (TSD) –> in cheloni (tartarughe, testuggini), lucertole, loricati (alligatori, coccodrilli), tuatara.
Fattori che possono influenzare: ○ Temperatura di incubazione delle uova (TSD) (non univoca, per alcuni più aumenta la temperatura e più maschi nascono, per altri viceversa; per altri esiste una temperatura campana) ○ Sistema sociale o interazioni intraspecifiche (=tra individui); § es: anguille --> sesso determinato in base alla densità di individui. Alta densità --> si originano maschi; bassa densità si originano femmine. Legato a produzioni ormonali --> se la densità è bassa è meglio avere più femmine per avere una popolazione di maggiori dimensioni § es. Pesci pagliaccio: femmina è l'individuo dominante. § es. Bonellia viridis (classe echiura) --> la larva non è sessualmente determinata = sessualmente indifferenziata; se la larva cade in prossimità di un individuo nasce un maschio, se cade in profondità dove non ci sono individui nasce femmina. ○ Infezioni --> batteri del genere Wolbachia alterano la sessualità § es. artropodi; Wolbachia altera l'attività riproduttiva dei suoi ospiti, poichè infettano particolarmente testicoli e ovaie dei loro ospiti. § Wolbachia causano: 1) L'uccisione degli individui di sesso maschile durante lo sviluppo larvale 2) Femminilizzazione: i maschi infetti si sviluppano in femmine o femmine sterili 3) Partenogenesi: determina la riproduzione delle femmine infette in assenza di maschi. Alcuni scienziati hanno suggerito che la partenogenesi può essere sempre attribuibile agli effetti di Wolbachia (es. la vespa Trichogramma, si è evoluta per procreare senza maschi con l’intervento di Wolbachia. I maschi sono rari in questa specie di insetti minuscoli, forse perché molti sono stati uccisi dallo stesso ceppo di Wolbachia. 4) Incompatibilità citoplasmatica: maschi infetti da Wolbachia sono incapaci di riprodursi con successo con le femmine non infette o femmine infette con un altro ceppo di Wolbachia.
In cosa consiste l’ermafroditismo simultaneo o sincrono?
ERMAFRODITISMO SIMULTANEO O SINCRONO:
• Gli individui possiedono contemporaneamente gonadi maschili e femminili oppure una sola gonade in grado di produrre sia sperma che uova (ovotestis).
• Es: lombrico; chiocciole.
• Ermafroditi simultanei in cui si assiste alla maturazione contemporanea dei gameti maschili e femminili (omogamia) l’autofecondazione (= ermafroditismo sufficiente) è un fenomeno piuttosto raro (es. tenie e alcuni nematodi)
Normalmente non si autofecondano –> es due lombrichi per riprodursi si scambiano i gameti (ermafroditismo insufficiente) –> accoppiamento avviene tra due individui diversi
