Di Carolyn Csanyi, aggiornato il 30 agosto 2022
Credito immagine:Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
La divisione cellulare avviene in due modalità fondamentali – mitosi e meiosi – nelle piante, negli animali, nei protisti e nei funghi. Negli animali, la mitosi garantisce la crescita, la riparazione e il mantenimento dei tessuti producendo cellule figlie che sono repliche genetiche del genitore.
La meiosi, d'altra parte, è essenziale per la riproduzione sessuale. Genera gameti aploidi, ovvero ovuli e spermatozoi, che si fondono per formare un nuovo individuo con un complemento cromosomico equilibrato.
Sinapsi è l'allineamento preciso delle coppie di cromosomi omologhi durante la profase I della meiosi. Questo accoppiamento, assente nella mitosi, consente ai cromosomi di scambiarsi segmenti, un processo chiamato crossover, che aumenta la variabilità genetica negli organismi che si riproducono sessualmente.
La meiosi riduce della metà il numero dei cromosomi, producendo cellule aploidi che preservano il numero corretto di cromosomi nella prole. Le cellule somatiche umane sono diploidi (46 cromosomi, 23 paia). Ogni coppia è composta da un omologo materno e da uno paterno. Dopo due divisioni meiotiche, i gameti contengono 23 cromosomi singoli.
Ogni gamete porta una combinazione unica di cromosomi materni e paterni. Questa diversità genetica consente alle popolazioni di adattarsi ai cambiamenti ambientali. La sinapsi migliora ulteriormente la variabilità attraverso la ricombinazione dei cromatidi fratelli durante il crossover.
Prima della meiosi, i cromosomi omologhi si replicano, formando due cromatidi fratelli tenuti insieme nei centromeri. L'involucro nucleare si dissolve e i cromosomi si condensano. Durante la profaseI, i due cromatidi di ciascuna coppia omologa si allineano lungo la loro lunghezza, formando il complesso sinaptonemale, un'impalcatura proteina-RNA.
I cromatidi allineati possono intrecciarsi; frammenti di un cromatide possono staccarsi e riattaccarsi al cromatide opposto, scambiando di fatto materiale genetico. Questo incrocio arricchisce la variazione genetica oltre l'assortimento casuale di cromosomi.
Man mano che la meiosi I progredisce, le coppie omologhe si allineano sulla placca metafasica. Nell'anafase I la sinapsi si rompe e gli omologhi si separano ai poli opposti. La telofase I produce due cellule aploidi, ciascuna contenente un cromatide di ogni coppia omologa, che ora reca DNA ricombinato.
La meiosi II divide le due cellule aploidi dalla meiosi I, separando i cromatidi fratelli. Il risultato sono quattro gameti aploidi nei maschi e un grande ovulo più tre corpi polari nelle femmine. Le due principali fonti di variabilità genetica sono l'assortimento indipendente durante entrambe le divisioni meiotiche e la ricombinazione durante la sinapsi. Negli esseri umani, il numero teorico di gameti distinti da 23 coppie di cromosomi è 8.324.608.
