Il nucleo e la sua funzione

Struttura e Funzione del Nucleo Cellulare

Il nucleo è l'organello centrale delle cellule eucariotiche, responsabile della conservazione e della gestione delle informazioni genetiche. Racchiuso da una doppia membrana, il nucleo contiene il DNA organizzato in cromatina e, durante la divisione cellulare, in cromosomi. I pori nucleari regolano il traffico di molecole tra nucleo e citoplasma, consentendo il trasporto di RNA e proteine. Il nucleo coordina attività vitali come la trascrizione del DNA in RNA messaggero, che poi viene tradotto in proteine nel citoplasma. La presenza di una membrana nucleare distingue le cellule eucariotiche da quelle procariotiche, che non possiedono un nucleo definito.

Il Ciclo Cellulare e la Mitosi

Il ciclo cellulare eucariotico comprende fasi di crescita, replicazione del DNA e divisione cellulare. La mitosi è il processo di divisione nucleare che, insieme alla citochinesi, porta alla formazione di due cellule figlie geneticamente identiche alla cellula madre. La mitosi si suddivide in profase, metafase, anafase e telofase. Durante la profase, i cromosomi si condensano e il nucleolo scompare. In metafase, i cromosomi si allineano al centro della cellula. L'anafase è caratterizzata dalla separazione dei cromatidi fratelli. Infine, nella telofase si riformano le membrane nucleari e la cromatina si decondensa. La citochinesi completa la divisione cellulare, dividendo il citoplasma e formando due nuove cellule.

Le Leggi dell'Ereditarietà di Mendel

Gregor Mendel stabilì le basi della genetica moderna attraverso i suoi studi sui piselli, formulando le leggi dell'ereditarietà. La prima legge, detta di segregazione, postula che ogni individuo possiede due copie di ogni gene (alleli) che si separano durante la formazione dei gameti. La seconda legge, quella della dominanza, afferma che in presenza di due alleli diversi per un carattere, uno può esprimersi sopraffacendo l'altro (allele dominante). Questi principi sono fondamentali per comprendere come i tratti ereditari vengono trasmessi da una generazione all'altra.

Ereditarietà e Variabilità Genetica

La meiosi è un processo di divisione cellulare che produce gameti con un set aploide di cromosomi, essenziale per mantenere il numero diploide di cromosomi nelle specie sessuali dopo la fecondazione. La meiosi si compone di due fasi: meiosi I, che riduce il numero di cromosomi, e meiosi II, che divide ulteriormente i cromatidi fratelli. Il crossing over, che avviene durante la meiosi I, contribuisce alla variabilità genetica mescolando le sequenze di DNA tra cromosomi omologhi. La spermatogenesi produce quattro spermatozoi funzionali, mentre l'oogenesi dà origine a un ovulo maturo e tre corpi polari, che di solito degenerano.

Genetica e Determinazione del Sesso

La determinazione del sesso negli esseri umani è governata dai cromosomi sessuali X e Y. I maschi hanno un cromosoma X e uno Y, mentre le femmine hanno due cromosomi X. Il sesso di un individuo è determinato dal cromosoma sessuale fornito dallo spermatozoo durante la fecondazione. Thomas H. Morgan dimostrò che alcuni geni sono legati al cromosoma X, influenzando la trasmissione di caratteri legati al sesso. Malattie come l'emofilia e il daltonismo sono esempi di caratteri recessivi legati al sesso che seguono le leggi di Mendel.

Il Quadrato di Punnett e il Test-Cross

Il quadrato di Punnett è uno strumento grafico utilizzato per prevedere le proporzioni fenotipiche e genotipiche risultanti da un incrocio genetico. Il fenotipo rappresenta l'espressione osservabile di un carattere, mentre il genotipo è la sua costituzione genetica. Il test-cross, che incrocia un individuo con fenotipo dominante con uno omozigote recessivo, serve a determinare se l'individuo dominante è omozigote o eterozigote per quel carattere. Questa tecnica è fondamentale per analizzare la trasmissione dei tratti genetici.