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Le cellule si espandono, riparano e si propagano attraverso due processi di divisione primari:la mitosi e meiosi . Mentre la mitosi produce due figlie diploidi, la meiosi produce quattro cellule aploidi, i gameti, ciascuna contenente metà del set cromosomico parentale.
La meiosi è una forma specializzata di divisione cellulare che riduce della metà il numero dei cromosomi, creando gameti geneticamente distinti come uova, sperma e alcune spore vegetali. Il processo comprende due divisioni sequenziali (meiosi I e meiosi II) precedute da un'interfase che rispecchia l'interfase mitotica ma pone le basi per gli eventi unici di accoppiamento e ricombinazione che seguono.
L'interfase meiotica è suddivisa in tre fasi – G1, S e G2 – che rispecchiano la tempistica mitotica. Ciascuna fase esegue compiti preparatori distinti che collettivamente garantiscono una divisione riduttiva di successo.
Durante G1, la cellula si ingrandisce, sintetizza proteine e si impegna nella comunicazione intercellulare. I cromosomi rimangono completamente condensati e sequestrati all'interno di un involucro nucleare, mantenendo l'integrità genomica mentre la cellula si prepara per la replicazione del DNA.
La fase S è quella in cui la cellula duplica il suo intero genoma. Ogni cromosoma viene copiato in un cromatide fratello identico, legato al centromero. Sebbene l'involucro nucleare persista, la coppia di cromatidi rimane indistinguibile fino all'inizio della meiosi I. Nelle cellule vegetali, durante questa fase inizia a formarsi un apparato del fuso, ponendo le basi per la successiva segregazione cromosomica.
G2 continua la crescita e il mantenimento funzionale mentre i cromosomi duplicati rimangono racchiusi nel nucleo. Nelle cellule animali, i centrosomi si duplicano e i centrioli diventano ben definiti, formando i microtubuli del fuso che successivamente separeranno i cromatidi fratelli durante la meiosiI.
A differenza della mitosi, che culmina in un'unica divisione, la meiosi comporta due divisioni consecutive senza interfase intermedia. La prima divisione (meiosi I) rispecchia la mitosi, producendo due cellule diploidi che hanno già raddoppiato i loro cromosomi. La seconda divisione (meiosi II) dimezza quindi il numero dei cromosomi, risultando in quattro cellule aploidi. Poiché tra le divisioni non avviene alcuna nuova sintesi del DNA, i cromatidi fratelli duplicati durante la fase S rimangono intatti e segregati, garantendo che ciascun gamete riceva una singola copia di ciascun cromosoma.
Quando due gameti si fondono durante la fecondazione, i loro genomi aploidi si combinano per ripristinare lo stato diploide, avviando lo sviluppo di un nuovo organismo.
