Il vantaggio della riproduzione sessuale è che genera diversità genetica, che rende una popolazione di organismi di accoppiamento meglio in grado di sopravvivere alle pressioni ambientali. La meiosi è il processo di produzione di gameti, che sono cellule spermatiche e ovociti. I gameti hanno solo metà del numero di cromosomi che hanno le cellule normali, perché uno spermatozoo e un uovo si fondono per formare una cellula che ha il numero intero di cromosomi. La diversità genetica nasce dal mescolamento dei cromosomi durante la meiosi.

Processo della meiosi

Un uomo produce sperma e una donna produce uova perché le sue cellule riproduttive subiscono la meiosi. La meiosi inizia con una cellula che ha il numero completo di cromosomi specifici per ciascun organismo - le cellule umane hanno 46 cromosomi. Termina con quattro celle, chiamate gameti, che hanno metà del numero totale di cromosomi. La meiosi è un processo a più fasi in cui una cellula esegue una copia di ciascun filamento di DNA, chiamato cromosoma, e quindi divide due volte. Ogni volta che si divide, taglia il suo contenuto di DNA a metà. Nell'uomo, una cellula passa dall'avere 46 basi di DNA, e poi 96 dopo ciascuna copia. La prima divisione della meiosi taglia 96 a metà in 46. La seconda divisione taglia 46 su 23, che è il numero di cromosomi in uno spermatozoo o in un uovo.

Attraversamento

All'inizio di meiosi, i cromosomi si condensano da lunghi filamenti in strutture corte e spesse simili a dita. Negli umani, i cromosomi condensati assomigliano a un X. La metà dei 46 cromosomi in una cellula umana proviene dalla madre, mentre gli altri 23 sono simili ma provengono dal padre - formano 23 coppie, come 23 coppie di gemelli non identici . I cromosomi che formano una coppia sono chiamati cromosomi omologhi. Durante la prima parte della meiosi, i cromosomi omologhi si accoppiano con i loro gemelli non identici e le regioni di scambio del DNA. Questo processo è chiamato crossing over e si traduce in una mescolanza di regioni di DNA tra due cromosomi omologhi. I cromosomi sono intenzionalmente rotti e ricongiunti in nuove combinazioni.

Segregazione casuale

La meiosi non solo mescola regioni di DNA tra cromosomi omologhi, mescola interi cromosomi tra i quattro gameti che risultano alla fine. La distribuzione dei cromosomi tra quattro gameti è detta segregazione casuale. Se il processo di "attraversare" è come strappare carte blu e carte rosse a parte, e poi legare insieme i pezzi per ottenere carte a strisce, allora "segregazione casuale" sta combinando un mazzo rosso e un mazzo blu, mischiandoli e poi casualmente dividendoli in quattro mazzi. La segregazione casuale produce quattro mazzi di carte che contengono diverse combinazioni di carte blu e rosse.

Assortimento Indipendente

Il terzo modo con cui la meiosi genera la diversità genetica è attraverso la separazione dei cromosomi omologhi nei gameti. Come descritto sopra, i cromosomi omologhi sono come coppie di gemelli non identici. Un cromosoma della coppia proveniva da mamma, l'altro da papà. Ogni cromosoma omologato può contenere gli stessi geni o versioni leggermente diverse dello stesso gene - motivo per cui sono come gemelli non identici e gemelli non identici. L'assortimento indipendente descrive il processo in cui i due cromosomi omologhi di una coppia devono andare in gameti separati. Questo assicura che ogni gamete possa avere solo uno dei due cromosomi omologhi, il che significa che ognuno può avere solo una versione di un gene, sebbene la cellula originale possa avere avuto due versioni leggermente diverse di un gene.