Homunculus di Paracelso: la ricetta

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.
riproduzione per scissione
Scissione, tipica degli organismi unicellulari: l’individuo si divide in
due figli identici all'originale (cloni).
mitosi
riprod. per sporulazione
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 gemmazione
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).
hydra
lievito
riprod. per frammentazione
Frammentazione, si verifica quando la parte distaccata di un
organismo pluricellulare rigenera in un animale completo (es.
planaria).
riproduzione sessuata
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.
gametogenesi
1° divisione meiotica
2° div meiot
mitosi
mitosi
mitosi
tubulina
actina
cariocinèsi: divisione mitotica del nucleo. Microtubuli (tubulina) formano il fuso mitotico
citodieresi (citocinèsi): divisione della cellula. Microfilamenti (actina) formano un anello
contrattile
meiosi
meiosi
meiosi
step della fecondazione
1. contatto + riconoscimento tra i gameti
2. ingresso spermatozoo (monospermia)
3. fusione dei materiali genetici
4. attivazione del metabolismo dell’uovo (sviluppo embrionale)
gameti
spermatozoo
oocita
cumulo ooforo
gameti
riccio di mare
spermatozoo
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
DNA>
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)
uovo
Accumula materiale:
•Proteine (vitello)
•Ribosomi e tRNA
•mRNA
•Fattori morfogenetici (es. macho-1 nei tunicati)
•Sostanze di protezione (es. fotoliasi, aminoacidi micosporina-simili)
attività genica oociti
L’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
attività genica oociti
DNA
RNA
(oociti anfibio)
arancio acridina
in situ
diplotene (meiosi) I. Cromosomi a spazzola
l’involucro dell’uovo
uovo di riccio di mare (SEM, microscopio a scansione)
membrana
plasmatica
•Esterno
alla
membrana
plasmatica
•Natura glicoproteica
•Implicato riconoscimento
tra gameti
•Membrana Vitellina negli
membrana vitellina
invertebr., Zona Pellucida
nei mammiferi
zona pellucida
zona pellucida
gametogenesi
1° divisione meiotica
2° div meiot
chorion
chorion
classificazione involucri dell’uovo
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.
espressione ovarica
espressione ovarica
espressione ovarica
espressione epatica: 17-estradiolo
espressione epatica: 17-estradiolo
espressione ovarica
chemotaxis
la chemotassi (attrazione) e l’attivazione dello spermatozoo in riccio di
mare sono specie-specifiche
time 0s
20s
40s
90s
Resact dall’egg jelly di riccio di mare Arbacia punctulata. Attrae ed
attiva gli spermatozoi
chemotaxis
Resact
membrana
plasmatica
citoplasma
attività
guanilico ciclasica
reazione 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 speciespecifico dall’uovo di riccio di mare
reazione 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
blocco (fast) della polispermia
ddp=-70mV
La membrana plasmatica del riccio di
mare mantiene una ddp di 70mV grazie
alle [Na+] e [K+]. Tale ddp consente allo
[Na+]
[K+]
[Na+]
spermatozoo
di
interagire
con
la
[K+]
membrana stessa. Pochi istanti dopo
l’avvenuta reaz acrosomiale si verifica
l’ingresso di ioni Na+ che portano il ddp
OUT(+)
IN(-)
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