Transcript Meiosis e Gametogenesi

26/10/14!
Cicli vitali!
APLONTE!
Funghi!
DIPLONTE! Animali!
APLODIPLONTE!
DIPLONTE!
Piante!
Animali!
Cellule somatiche e germinali
Ciclo cellulare e meccanismi di regolazione correlati
Cellule somatiche
(tessuti e loro rigenerazione)
>> Mitosi
1!
26/10/14!
Gametogenesi
Cellule somatiche e germinali
Ciclo cellulare e meccanismi di regolazione correlati
Cellule somatiche
(tessuti e loro rigenerazione)
Cellule germinali
(riproduzione)
>> Mitosi
... >>Meiosi
•  Processo che porta alla formazione delle
cellule germinali mature o gameti
•  Avviene nelle gonadi (testicoli e ovaie)
•  Spermatozoi e ovociti (gameti, aploidi)
•  Gameti aploidi: la divisione meiotica
Confronto mitosi e meiosi
Meiosi
Divisione cellulare che interessa solo le
cellule germinali maschili e femminili:
quali novità?
Riduzione cromosomica
(diploidia 2n > aploidia n)
Ricombinazione genica
(> variabilità!)
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Meiosi I e II
Profase I
Meiosi I (riduzionale)
Leptotene: i cromosomi
(dicromatidici) diventano
visibili e si raggruppano
vicino la membrana
nucleare verso il
centrosoma
Al termine dell’interfase ciascun omologo è
duplicato in due cromatidi fratelli
Appaiamento degli omologhi (tetradi) e
formazione di chiasmi (o sinapsi)
Crossing-over (ricombinazione)
Separazione degli omologhi
Meiosi II (equazionale)
Pre-leptotene:
interfase
simile alla mitosi, senza duplicazione del DNA
Separazione dei cromatidi fratelli di
ciascun omologo
Ipotetico 3 paia di cromosomi omologhi
Profase I
Zigotene: avvicinamento degli
omologhi
Leptotene: i cromosomi
(dicromatidici) diventano
visibili e si raggruppano
vicino la membrana
nucleare verso il
centrosoma
Profase I
Leptotene: i cromosomi
(dicromatidici) diventano
visibili e si raggruppano
vicino la membrana
nucleare verso il
centrosoma
Pre-leptotene:
interfase
Zigotene: avvicinamento degli
omologhi
Pachitene: appaiamento degli
omologhi (bivalenti o tetradi)
formazione di chiasmi
(complessi sinaptonemali) e
ricombinazione omologa
Pre-leptotene:
interfase
Ipotetico 3 paia di cromosomi omologhi
Ipotetico 3 paia di cromosomi omologhi
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Profase I
Zigotene: avvicinamento degli
omologhi
Metafase I
Pachitene: appaiamento degli
omologhi (bivalenti o tetradi)
formazione di chiasmi
(complessi sinaptonemali) e
ricombinazione omologa
Leptotene: i cromosomi
(dicromatidici) diventano
visibili e si raggruppano
vicino la membrana
nucleare verso il
centrosoma
Pre-leptotene:
interfase
Diplotene: allontanamento e
inizio risoluzione dei chiasmi
Diacinesi: condensazione dei cromosomi
Metafase I
Ipotetico 3 paia di cromosomi omologhi
Metafase II: dipende dai sessi
Ricombinazione omologa!
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Gametogenesi
Profase I
Leptotene
Zigotene
Pachitene
Diplotene
Metafase I
Anafase I
Telofase I
Interfase II
Metafase II
Anafase II
Telofase II
Citochinesi
PGC
d 11
Proliferazione
dell’epitelio
celomatico
Parziale
degenerazione del
mesonefro
Gli elementi epiteliali
vanno a formare a
formare i cordoni
sessuali primitivi
AMH
SRY
Gonade
dotto paramesonefrico
Muller
dotto mesonefrico
dal d. paramesonefrico
dal d. mesonefrico
Wolff
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Spermatogenesi
Homunculus, Nicolas Hartsoeker (1694)
Spermatogenesi
Cellule del Leydig
Spermatogenesi
Spermatogenesi
Controllo IPOFISARIO
Gonadotropine
LH > Leydig > Testosterone
FSH> Sertoli > 17βestradiolo, AMH, ...
Cellule del Sertoli: elementi somatici in stretto contatto con le cellule germinali durante la
spermatogenesi (lo strato esterno forma la barriera emato-testicolare)
Cellule del Leydig (interstiziali): producono testosterone
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Spermatogenesi
PGC
As
Spermatogoni As (staminali)
Mitosi continue
Espansione clonale
Inizio Spermatocitogenesi
Spermatogoni A1, A2... in
continuità citoplasmatica
(sincronia del clone > epitelio
seminifero)
Fase del Golgi: formazione dei granuli
pre-acrosomici che confluiscono nel
granulo acrosomico
Fase del Cappuccio: disposizione del
granulo apicalmente; il centriolo
distale organizza il flagello
Fase Acrosomale:
disposizione acrosoma,
inattivazione del nucleo,
mitocondri alla base del
flagello
Spermatociti I: Meiosi I
Spermatociti II: Meiosi II
Spermatidi > Inizio
Spermiogenesi
Fase del Golgi
Fase del Cappuccio
Fase Acrosomale
Fase di maturazione
Fase di maturazione: completamento
trasformazione spermatidio in spermatozoo
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Spermatogenesi
Dopo la spermiogenesi lo spermatozoo lascia i tubuli seminiferi e
si sposta nei tubuli retti quindi nella rete testis e attraverso i
condottini efferenti raggiunge l’epididimo (perdita della goccia
citoplasmatica)
Oogenesi
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Ovogenesi
Gli ovociti sono una riserva finita
Cross-talk between oocyte and Cumulus cells:
Gap Junction-mediated Communications (GJC)
Follicle formation
Differentiation
Growth
Meiotic arrest
Transcription
Maturation
Proliferation
La crescita e sviluppo dell’ovocita si accompagna alla
follicologenesi
Nucleotids,
aminoacids,
metabolites (pyruvate,
GSH...)
cAMP, cGMP
Cumulus expansion
Steroidogenesis
Eppig JJ, Reproduction 2001
Albertini D et al, Reproduction 2001
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Follicologenesi e oogenesi
Oogenesi
Prophase I
Graaf
Dominant
FSH, LH
dependent
Mid Antral
MEIOTIC
RESUMPION
Early Antral
Preantral
FSH, LH
independent
Metaphase
II
OOCYTE
GROWTH
Secondary
Primary
Primordial
Prophase I
BOVINE IVM
Follicologenesi e oogenesi
Prophase I
Cumulus expansion
MEIOTIC PROGRESSION
0h
4h
8h
12 h
GV
Diakinesis
Pro-M I
MI
16 h
AI
24 h
TI
Polar Body extrusion
M II
GV stage
Polar body
MII stage
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Meiosis in mammals
Stage at
Ovulation
Cow
Sheep
Pig
Horse
Cat
Dog
Human
Mouse
MII
MII
MII
MII
MII
Prophase I
MII
MII
In Vitro
Maturation (h)
24
24
42-44
28
24-48
48-72?
24
12
11!