Le cellule eucariotiche, quelle appartenenti a organismi più complessi dei batteri e degli archei, si riproducono copiando il loro DNA e dividendosi in due nuove cellule. A differenza della semplice fissione binaria dei procarioti, la divisione eucariotica avviene attraverso due processi distinti:la mitosi e la meiosi .
La mitosi produce due cellule figlie diploidi geneticamente identiche, ciascuna portante gli stessi 46 cromosomi del genitore. La meiosi, invece, consiste in due divisioni successive che generano quattro cellule aploidi con 23 cromosomi ciascuna. Queste cellule aploidi sono geneticamente distinte l'una dall'altra e dal genitore.
Entrambi i processi iniziano con una cellula madre diploide che ha duplicato i suoi cromosomi in 92 cromatidi. Le principali fasi condivise:la profase , metafase , anafase e telofase -si verificano in ciascuna divisione, seguita dalla citocinesi.
Nella meiosi, queste fasi si ripetono nella Meiosi I e Meiosi II . Gli eventi unici di mescolamento genetico (crossing over e assortimento indipendente) si verificano durante la profase I e metafase I , rispettivamente.
La mitosi è il meccanismo universale per la crescita, la riparazione e il mantenimento dei tessuti, che si verifica praticamente in tutte le cellule somatiche. La meiosi avviene esclusivamente nelle gonadi (testicoli e ovaie) ed è responsabile della produzione dei gameti.
| Aspetto | Mitosi | Meiosi |
|---|---|---|
| Definizione | La cellula madre diploide si divide in due cellule figlie diploidi identiche. | La cellula madre diploide subisce due divisioni per produrre quattro cellule aploidi con una maggiore variazione genetica. |
| Funzione | Crescita, riparazione e mantenimento di organismi/cellule. | Creazione di cellule per la riproduzione sessuale. |
| Conteggio celle principali | Uno | Uno |
| Eventi di divisione | Uno | Due (Meiosi I e II) |
| Numero cromosomico (genitore) | Diploide (46) | Diploide (46) |
| Cellule figlie prodotte | Due cellule diploidi | Quattro cellule aploidi (spermatozoi o ovuli) |
| Attraversando | Non si verifica | Si verifica nella profase I |
| Tipo di riproduzione | Asessuale | Sessuale |
| Passaggi chiave | Interfase, profase, metafase, anafase, telofase, citocinesi | Interfase, Meiosi I (Profase I–Telofase I), Meiosi II (Profase II–Telofase II) |
| Presenti coppie omologhe | No | Sì (nella Meiosi I) |
| Posizione | Tutte le cellule somatiche | Solo gonadi |
I gameti – sperma nei maschi e uova nelle femmine – nascono dalla meiosi. Lo sperma umano porta un cromosoma X o Y; gli ovuli umani portano sempre un cromosoma X. Ogni gamete è geneticamente semiidentico al suo genitore ma distinto dagli altri gameti.
Durante la profase I i cromosomi omologhi si accoppiano per formare tetradi. I cromatidi non fratelli si scambiano segmenti di DNA, creando nuove combinazioni alleliche pur mantenendo la struttura cromosomica complessiva.
Nella metafase I, le tetradi si allineano casualmente lungo la piastra della metafase. L'orientamento di ciascuna coppia omologa è indipendente, generando una vasta gamma di possibili combinazioni di gameti:2^23 ≈ 8,4 milioni negli esseri umani.
Le cellule somatiche fanno affidamento sulla mitosi per sostituire le cellule danneggiate o invecchiate e per sostenere la crescita. I tassi di turnover variano:le cellule cerebrali si dividono raramente, mentre le cellule della pelle si rinnovano ogni pochi giorni. Le cellule staminali nel midollo osseo proliferano attraverso la mitosi per produrre diversi lignaggi sanguigni.
