Di Mary Dowd
Aggiornato il 30 agosto 2022
Per miliardi di anni la vita è dipesa dalla fedele trasmissione del DNA da una generazione a quella successiva. La straordinaria capacità della cellula di racchiudere un intero genoma umano – circa 2 metri di DNA – in un nucleo largo solo pochi micrometri dipende da un processo di condensazione strettamente regolato. Errori durante la replicazione o la segregazione del DNA possono portare alla morte o alla malattia cellulare, sottolineando il motivo per cui i cromosomi sono più fitti durante la metafase e si decondensano rapidamente nella telofase per preservare l'integrità del genoma.
Il genoma unico di ogni individuo è codificato nell’ordine preciso delle quattro basi del DNA (A, T, C, G). Nelle cellule eucariotiche il genoma risiede nel nucleo sotto forma di cromatina. La cromatina è costituita da nucleosomi (DNA avvolto attorno alle proteine istoniche) che si ripiegano in una struttura di ordine superiore chiamata cromosoma. Secondo il National Human Genome Research Institute, senza questo imballaggio, il genoma si estenderebbe per circa 6 piedi se allungato da un'estremità all'altra.
I cromosomi sono invisibili al microscopio ottico finché non si condensano durante la divisione cellulare. Presentano un centromero, spesso al centro, che crea il caratteristico aspetto a forma di X. Le coppie di cromosomi sono conservate in modo sicuro all'interno dell'involucro nucleare e vengono rivelate solo quando la cellula si prepara a dividersi.
Le cellule somatiche, quelle che costruiscono e riparano i tessuti, utilizzano la mitosi per generare cellule figlie identiche. Dopo che una cellula ha ingerito sufficienti nutrienti e replicato il suo DNA, i cromatidi fratelli si allineano e si dividono, producendo due cellule geneticamente identiche. La mitosi è un meccanismo rapido ed efficiente per la crescita, la riparazione e la rigenerazione.
Le cellule riproduttive (spermatozoi, ovuli o spore) nascono attraverso la meiosi, una divisione in due fasi che riduce della metà il numero dei cromosomi. La prima divisione meiotica prevede uno scambio casuale di materiale genetico – cross‑over – tra cromosomi omologhi. Questo rimescolamento, insieme all'assortimento indipendente, crea gameti simili e distinti dai loro genitori.
Durante l'interfase, la cromatina rimane disposta e invisibile al microscopio ottico. Una volta completata la replicazione del DNA, la cellula entra nella profase, dove la cromatina si condensa in cromosomi distinti. Nella metafase, i cromosomi diventano altamente compattati e si allineano sulla piastra metafase, consentendo una chiara visualizzazione al microscopio. Nella meiosi, le coppie omologhe allineate formano tetradi, ciascuna contenente due cromatidi fratelli della madre e due del padre.
Durante l’anafase i cromatidi fratelli si separano e migrano verso i poli opposti della cellula. Infine, la telofase ripristina l'involucro nucleare e il DNA si ricondensa nella cromatina, preparando la cellula per il ciclo successivo.
