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riproduzione asessuale
Un solo organismo genitore dà origine a nuovi individui senza l'intervento
né di uova né di apparato riproduttore. E' molto frequente nei vegetali
(talea). Tra gli animali la ritroviamo tra gli organismi acquatici come
Cnidari (coralli, meduse, anemoni), Spugne, Tunicati, vermi Policheti e
Planarie. E' invece la forma di riproduzione predominante nei Protozoi.
Può avvenire per scissione, sporulazione, gemmazione o
frammentazione.
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Scissione, tipica degli organismi unicellulari: l’individuo si
divide in due figli identici all'originale (cloni).
riproduzione per scissione
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mitosi
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Sporulazione, tipica di alcuni protozoi parassiti (Sporozoi): a
numerose divisioni nucleari (meiotiche in sporogonia, mitotiche
in schizogonia) segue la divisione del citoplasma. Vengono
generati numerosi individui e non solo 2 come nella scissione.
Plasmodium attacca globulo rosso
riprod. per sporulazione
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Gemmazione, consiste nella produzione da parte di un
organismo genitore di nuovi individui mediante formazione di
gemme. Se i figli restano attaccati all'organismo che li ha
prodotti, allora si genererà una colonia (ad es. i polipi corallini).
lievito
hydra
riprod. per gemmazione
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Frammentazione, si verifica quando la parte distaccata di un
organismo pluricellulare rigenera in un animale completo (es.
planaria).
riprod. per frammentazione
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Si verifica mediante la fusione di due cellule, dette gameti,
mediante il processo di fecondazione. Queste cellule, nelle
specie con patrimonio genetico diploide 2n (in cui vi sono due
copie di ciascun gene), sono aploidi e derivano da un processo
di meiosi. Il corredo genetico diploide viene ripristinato nel
nuovo individuo.
riproduzione sessuata
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gametogenesi
1° divisione meiotica
2° div meiot
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mitosi
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mitosi
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cariocinèsi: divisione mitotica del nucleo. Microtubuli (tubulina) formano il fuso
mitotico
citodieresi (citocinèsi): divisione della cellula. Microfilamenti (actina) formano un
anello contrattile
mitosi
actina
tubulina
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meiosi
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meiosi
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meiosi
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1. contatto + riconoscimento tra i gameti
2. ingresso spermatozoo (monospermia)
3. fusione dei materiali genetici
4. attivazione del metabolismo dell’uovo (sviluppo embrionale)
step della fecondazione
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spermatozoo
oocita
cumulo ooforo
gameti
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riccio di mare
gameti
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Solo negli ultimi 125 anni viene riconosciuto allo spermatozoo il suo
ruolo nella fecondazione.
Circa 1680 > van Leeuwenhoek vede gli spermatozoi (1678). Li pensa
dapprima parassiti, quindi cerca, non trovandolo,
l’embrione preformato (1685)
1694 > Niklaas Hartsoeker disegna l’homunculus
2° metà ‘700> Spallanzani filtra lo sperma di rospo
1824 > secondo Prevost e Dumas gli spermatozoi
sono gli agenti fecondanti
spermatozoo
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spermatozoo
DNA>
mitocondri><tubulina
<proacrosina/GFP
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spermatozoo
ASSONEMA: formato da microtubuli
che originano dal centriolo
2 microtubuli completi centrali
9 coppie di cui uno solo è completo (13
protofilamenti contro gli 11 del “non-
completo”)
Dineina: idrolisi ATP (sindrome Kartagener)
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uovoAccumula materiale:
•Proteine (vitello)
•Ribosomi e tRNA
•mRNA
•Fattori morfogenetici (es. macho-1 nei tunicati)
•Sostanze di protezione (es. fotoliasi, aminoacidi micosporina-simili)
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attività genica oocitiL’oocito in accrescimento ha necessità di trascrivere tutti
quei geni necessari al proprio metabolismo, alla propria
maturazione (es. proteine ZP), o allo sviluppo
dell’embrione durante le prime fasi, quando il genoma
zigotico è ancora inattivo.
Oocito di topo in diplotene
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(oociti anfibio) arancio acridina in situ
diplotene (meiosi) I. Cromosomi a spazzola
DNA
RNA
attività genica oociti
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l’involucro dell’uovol’involucro dell’uovo
uovo di riccio di mare (SEM, microscopio a scansione)
membrana vitellina
membranaplasmatica
•Esterno alla membrana
plasmatica
•Natura glicoproteica
•Implicato riconoscimento
tra gameti
•Membrana Vitellina
negli invertebr., Zona
Pellucida nei mammiferi
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zona pellucidazona pellucida
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zona pellucidazona pellucida
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gametogenesi
1° divisione meiotica
2° div meiot
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chorionchorion
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chorionchorion
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In base alla loro origine gli involucri si distinguono in:
Involucri primari > prodotti dall’oocita (zona pellucida, corion).
Involucri secondari > prodotti dalle cellule follicolari (corion insetti).
Involucri terziari > prodotti dalle vie genitali femminili (albume e
guscio).
Involucri accessori.
classificazione involucri dell’uovoclassificazione involucri dell’uovo
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espressione ovaricaespressione ovarica
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espressione ovaricaespressione ovarica
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espressione ovaricaespressione ovarica
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espressione epatica: 17espressione epatica: 17-estradiolo-estradiolo
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espressione epatica: 17espressione epatica: 17-estradiolo-estradiolo
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espressione ovaricaespressione ovarica
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la chemotassi (attrazione) e l’attivazione dello spermatozoo in riccio di mare sono specie-specifiche
Resact dall’egg jelly di riccio di mare Arbacia punctulata. Attrae ed attiva gli spermatozoi
time 0s 20s 40s
90s
chemotaxischemotaxis
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Resact
chemotaxischemotaxis
membranaplasmatica
citoplasmaattività
guanilico ciclasica
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reazione acrosomiale 1reazione acrosomiale 1
la reaz acrosomiale viene innescata dall’aumento della [Ca++]
intracellulare (similmente a quanto avviene nel rilascio sinaptico
dei neurotrasmettitori) a seguito del legame tra uno zucchero
complesso dello strato gelatinoso (jelly layer) e il recetore
specifico.
la bindina, esposta sul processo acrosomiale, viene legata in
modo specie-specifico dall’uovo di riccio di mare
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reazione acrosomiale 2reazione acrosomiale 2
lo spermatozoo attraversa il cumulo ooforo e contatta la zona pellucida
interazione spermatozoo+zona pellucida
reazione acrosomiale>apertura nella zp
fusione membrane gameti
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La membrana plasmatica del riccio
di mare mantiene una ddp di 70mV
grazie alle [Na+] e [K+]. Tale ddp
consente allo spermatozoo di
interagire con la membrana stessa.
Pochi istanti dopo l’avvenuta reaz
acrosomiale si verifica l’ingresso di
ioni Na+ che portano il ddp da -70
a +20mV. Tale situazione
impedisce il legame di altri
spermatozoi. Trattasi però di
fenomeno transiente (1 min. circa).
Tutto ciò sembra non avvenire nei
mammiferi
blocco (fast) della polispermiablocco (fast) della polispermia
OUT(+) IN(-)
[Na+]
[Na+]
[K+]
[K+]
ddp=-70mV