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Cromosomi, Mitosi e Meiosi
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DNA packaging
L’associazione del DNA con le proteine da origine al cromosoma. L’insieme dei cromosomi forma la cromatina.
Le proteine coinvolte nell’organizzazione del DNA nelle cellule eucariotiche sono gli istoni e le proteine non-istoniche.
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I cromosomi possono essere circolari o lineari
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Eukaryotic DNA Packaging Packaging ratio =1000
Packaging ratio
=10,000
DNA in the cell nucleus
The nucleosome core octamer
H3 - two histone proteins
H4 - two histone proteins
H2A- H2B dimers - two pairs
View from the top
View from the side
One histone H1 binds to the linker DNA (147 bp) located in the middle of the nucleosome bound DNA
Metaphase chromosome
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Le cellule possono essere:
aploidi (unica copia per ciascun cromosoma). Questa organizzazione è tipica dei batteri. N.B. I gameti sono aploidi. diploidi (2 copie di ciascun cromosoma) Questa organizzazione è tipica degli eucarioti
poliploidi (più di 2 ma di solito molte copie di ciascun cromosoma)
Cellula con n = 3
Cellula 2n con n=3
Genoma = corredo cromosomico totale
n = corredo cromosomico aploide
Es. L’uomo ha 46 cromosoni (22 paia sono cromosomi omologhi o autosomi + XY
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Cromosoma metafasico
(proteine)
Nucleolo
Nucleolus organizer region (NOR) dove sono localizzati i geni per l’RNA ribosomiale
I telomeri sono formati da sequenze di DNA ripetuto
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Nei cromosomi umani il braccio corto è chiamato p quello lungo q
Non ci sono cromosomi telocentrici nel genoma umano
Dark G-bands Regioni ricche in ATLight G-bands Regioni ricche in CGMolti dei geni sono localizzati nelle interbande con colorazione meno intensa. Ad esempio il gene BRCA1 è localizzato in pos. 17q21.
Colorazione Giesma dei cromosomi metafasici umani (G-banded)
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I cromosomi vengono ordinati per dimensioni decrescenti. Il G-band pattern può essere usato per distinguere i cromosomi. Infatti alcuni cromosomi, per esempio 6-12, 8-9-10 sono simili per dimensione e posizione del centromero.
Cariotipo Umano
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Mitosi e MeiosiDuplicazione del cromosoma
Doppia elica di DNA
Cromatidi ciascuna doppia elica di DNA (dsDNA) generata dalla replicazione
Origine di replicazione
Nel ciclo cellulare vi sono 2 punti di controllo (CP, checkpoint):Impegno alla replicazione del DNAImpegno alla divisione cellulare (START)
Cellule che non si dividono più si trovano nella fase G0Interfase G1 + S + G2
CP CP
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Duplicazione e segregazione del cromosoma
n 2n 2n n n
In questa fase il cromosoma è
costituito dai 2 cromatidi
fratelli appaiati
cromatidi fratelli(2 molecole di dsDNA)
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La Mitosi
Profase Condensazione dei cromosomi,rottura del membrana nucleare
InterfaseCromosomi dispersi e il DNA è stato replicato
Metafase Formazione del fuso, i cromosomi si portano sulla piastra metafasica con i cromatidi fratelli attaccati ai microtuboli mediante il cinetocore (aggancio bivalente)
AnafaseI cromatidi fratelli si spostano ai poli opposti della cellula
TelofaseI cromatidi fratelli raggiungono i poli, si riforma la membrana nucleare
Nella mitosi il corredo cromosomico non cambia
Cellula dipoide 2ncon n=2
centrioli
I cromosomi omologhi non si
appaiano
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La Mitosi
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La Meiosi
Nella meiosi il numero dei cromosomi viene ridotto a metà.Cellule diploidi 2n passano a cellule aploidi n.Si hanno 2 cicli di segregazione chiamati meiosi I e II in presenza di una sola duplicazione del DNA. La meiosi I è riduzionale (da 2n a n) mentre ma meiosi II è una divisione mitotica in assenza di replicazione del DNA.
Dopo la replicazione del DNA i cromosomi omologhi (tetradi, 4 cromatidi) si appaiano e ricombinano (crossing-over).
Si ha la migrazione dei 2 cromosomi fratelli (aggancio monovalente) e conseguente prima divisione cellulare.
I cromosomi si riportano sulla piastra metafasica e si riforma il fuso.
Si ha la migrazione dei 2 cromatidi fratelli (aggancio bivalente).
Seconda divisione cellulare. Quattro cellule figlie aploidi (gameti).
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MITOSI
MEIOSI
Nella metafase I della meiosi ogni cromosoma paterno o materno ha la stessa probabilità di allinearsi da una parte o dall’altra della piastra equatoriale. Le combinazioni (2n con n= numero omologhi ) nell’uomo sono circa 4 milioni (223).
La sequenza di DNA di un individuo è unica
4 combinazioni