La meiosi

Riproduzione e meiosi

La riproduzione

Gli organismi viventi hanno bisogno di trasmettere le loro caratteristiche alle nuove generazioni della specie alla quale appartengono: tale meccanismo rende il nome di riproduzione. La riproduzione può avvenire in due modalità: asessuata e sessuata.

La prima modalità è tipica degli organismi strutturalmente semplici, come gli organismi unicellulari ed alcuni pluricellulari semplici. In tal caso la riproduzione viene attuata mediante la mitosi, meccanismo che provvede a moltiplicare il numero di cellule, le quali mantengono però inalterate le caratteristiche del genoma che contengono.

Nel secondo caso la riproduzione avviene mediante il concorso di individui che, pur appartenendo alla stessa specie, differiscono per il sesso. E' un meccanismo che permette un'ampia variabilità genica negli individui che nascono, la quale a sua volta garantisce una migliore e più adeguata capacità adattativa all'ambiente in cui vivono.

La riproduzione sessuata è tipica degli organismi pluricellulari superiori, quali i rettili, gli anfibi, i pesci, gli uccelli e, naturalmente, i mammiferi. Gli individui appartenenti ai due differenti sessi producono due generi differenti di cellule "speciali" dette gameti oppure cellule germinali. Queste cellule vengono prodotte mediante la meiosi, un meccanismo mediante il quale la cellula dimezza il numero di cromosomi, in maniera tale che, quando si fonderà con il gamete dell'altro sesso in un processo detto fecondazione, il numero di cromosomi presenti nella cellula che ha origine da questa unione, detta zigote, avrà il numero di cromosomi tipico della specie a cui appartiene. Questo numero viene indicato con 2n e designa il corredo genetico della cellula somatica, termine con cui si indica una qualsiasi cellula del corpo che non sia un gamete. La cellula con un corredo 2n di cromosomi si dice diploide, mentre se ha un corredo dimezzato, come nel caso dei gameti (n), si dice aploide.

I gameti vengono prodotti da organi speciali detti gonadi: le gonadi femminili vengono chiamate ovaie e producono cellule uovo mentre le gonadi maschili, dette testicoli, producono gli spermatozoi.

La meiosi

La meiosi si divide in due parti: meiosi prima (I) e meiosi seconda (II). La meiosi prima viene detta prima divisione meiotica o divisione riduzionale, perché conduce alla formazione di due cellule aventi un solo cromosoma omologo, che quindi passano da 2n a n. La meiosi seconda viene detta seconda divisione meiotica o divisione equazionale. In questa seconda fase i cromatidi di ogni cromosoma omologo si dividono con un meccanismo simile a quello visto nella mitosi; al termine si formano quattro cellule aploidi, con un genoma costituito da n cromatidi.

Meiosi I

Prima di cominciare, la cellula duplica il proprio DNA; solo dopo è pronta per entrare nella prima fase della meiosi I, detta profase prima (I). I cromosomi divengono visibili e la membrana nucleare si dissolve, come pure il nucleolo. I cromosomi omologhi aderiscono tra loro, appaiandosi in modo da formare delle tetradi, figure formate da quattro cromatidi. Ciò è fondamentale perché i cromatidi omologhi devono potersi scambiare dei tratti di DNA in un meccanismo chiamato crossing over, che permette la ricombinazione genica.

profase I

Schema della profase I: in realtà si compone a sua volta di altre fasi (leptotene, zigotene, pachitene, diplotene, diacinesi)

Nella metafase I le tetradi si dispongono sul piano equatoriale della cellula, ancorate, mediante i cinetocori, alle fibre del fuso che si è nel frattempo formato completamente.

metafase I

Schema della metafase I: osservare le tetradi pronte a dividersi

Nell'anafase I i cromosomi omologhi si separano e si distribuiscono in maniera assolutamente casuale verso i poli della cellula, in numero uguale. Tale meccanismo si chiama assortimento indipendente ed è responsabile, insieme al crossing over, del "rimescolamento" dei caratteri ereditari. Bisogna mettere in evidenza che qui, a differenza della mitosi, si dividono i cromosomi e non i cromatidi.

anafase I

Schema dell'anafase I: porre attenzione al fatto che sono i cromosomi a migrare e non i cromatidi!

Nella telofase I si riformano i nuclei che ora conterranno un solo cromosoma omologo di ciascuna coppia iniziale; al termine della citodieresi sono state prodotte quindi due cellule aploidi (n).

telofase I

Schema della telofase I

Meiosi II

La meiosi seconda è per un certo verso simile alla mitosi, tranne per il fatto che non si verifica previamente la duplicazione del DNA.

Nella profase II l'involucro nucleare scompare; se necessario i cromosomi si spiralizzano. Ricordiamo che essi sono presenti in numero n, formati da due cromatidi ciascuno.

profase II

Schema della profase II: l'involucro nucleare lentamente si dissolve, mentre cominciano a formarsi le fibre del fuso

Nella metafase II le n coppie di cromatidi si allineano sul piano equatoriale della cellula.

metafase II

Schema della metafase II: i cromosomi si sono disposti sul piano equatoriale di ogni cellula

Nell'anafase II i cromatidi si separano e migrano verso i poli della cellula, come nella mitosi, lungo le fibre del fuso.

anafase II

Schema dell'anafase II: i cromatidi, ormai separati, migrano ai poli di ciascuna cellula

Nella telofase II si riformano i nuclei; al termine della citodieresi saranno presenti quattro cellule aploidi (gameti), contenenti un cromatidio per ciascun cromosoma omologo.

telofase II