Molte persone avranno sentito parlare delle “fasi della meiosi” o delle fasi della meiosi, il processo della meiosi è essenziale per tutti gli organismi che si riproducono sessualmente per i seguenti motivi:

La meiosi mantiene un numero costante di cromosomi negli organismi che si riproducono sessualmente formando i gameti.
Con il crossing over, la meiosi provoca lo scambio di geni e quindi provoca variazioni genetiche tra le specie. Queste variazioni sono la materia prima del processo evolutivo.

La meiosi consiste in due cicli di divisione cellulare, Meiosi I e Meiosi II.
Ogni giro di divisione contiene un periodo di cariocinesi (divisione nucleare) e di citochinesi (divisione citoplasmatica).

La meiosi è un processo in cui una singola cellula si divide due volte per produrre quattro cellule che contengono la metà delle informazioni genetiche originali. Queste cellule sono le nostre cellule sessuali: cellule spermatiche negli uomini e cellule uovo nelle donne.

Prima della meiosi, il DNA viene replicato, come nella mitosi. La meiosi consiste quindi in due divisioni cellulari, note come meiosi I e meiosi II. Nella prima divisione, che consiste in diverse fasi, il DNA duplicato viene separato in cellule figlie. Nella divisione successiva, che segue immediatamente la prima, i due alleli di ogni gene sono separati in cellule individuali.

Le due divisioni e le diverse fasi di ogni meiosi sono descritte qui di seguito. Ricorda che prima che la meiosi inizi, il DNA normalmente diploide è raddoppiato. Questo significa che ci sono 4 copie di ogni gene, presenti in 2 set completi di DNA, ogni set con 2 alleli. Nel diagramma qui sotto, i cromosomi rossi sono quelli ereditati dalla madre, quelli blu dal padre.

All’inizio del diagramma qui sotto, il DNA si è già replicato, quindi i cromosomi rossi e blu assomigliano alla lettera “X”. Ognuno di questi cromosomi “X” è composto da due cromatidi fratelli, cioè DNA clonato dalla replicazione. Sono collegati al centromero per la conservazione, ma possono separarsi in cromosomi individuali.

Nella meiosi I, i cromosomi omologhi si separano in due cellule in modo che ci sia un cromosoma (composto da due cromatidi) per ogni coppia di cromosomi in ogni cellula figlia, cioè due cromosomi in totale.

Profase I

Prima della profase, i cromosomi si replicano per formare cromatidi fratelli. Inizialmente ci sono quattro cromatidi (c) e due cromosomi (n) per ciascuna delle 23 coppie di cromosomi (4c, 2n). L’involucro nucleare si disintegra e i cromosomi iniziano a condensarsi. Appaiono le fibre del fuso, che sono importanti per il successo della divisione dei cromosomi.

Per aumentare ulteriormente la diversità genetica, i cromosomi omologhi si scambiano piccole parti di se stessi, così che un cromosoma contiene sia il DNA materno che quello paterno. Questo processo è noto come crossing over, e i punti in cui si verifica su un cromosoma sono chiamati chiasmata.

Prometafase I

Le fibre del fuso si attaccano ai cromosomi in punti dei cromosomi chiamati centromeri. Mentre questo avviene, i cromosomi continuano a condensarsi.

Metafase I

Le versioni materna e paterna dello stesso cromosoma (cromosomi omologhi) si allineano lungo l’equatore della cellula. Si verifica un processo chiamato “assemblaggio indipendente”, per cui i cromosomi materni e paterni si allineano casualmente su entrambi i lati dell’equatore. Questo a sua volta determina quali cromosomi nei gameti sono assegnati a quali cromosomi, con conseguente diversità genetica tra la prole.

Anafase I

Qui, ciascuno dei cromosomi omologhi viene tirato verso i poli opposti della cellula mentre le fibre del fuso si ritirano. In questo modo, il DNA si divide equamente tra le due cellule che si formeranno.

Telofase I e citochinesi I

Durante la telofase I, l’involucro nucleare si riforma e le fibre del fuso scompaiono. Nella citocinesi I, il citoplasma e la cellula si dividono, dando origine a due cellule che sono tecnicamente aploidi: c’è un cromosoma e due cromatidi per cromosoma (2c, n).

Profase II e Prometafase II

Queste fasi sono identiche alle loro controparti nella meiosi I.

Metafase II

Nella metafase II, i cromosomi si allineano in una singola fila lungo l’equatore della cellula. Questo contrasta con la metafase I, dove i cromosomi si allineano in coppie omologhe.

Telofase II

Questo stadio è lo stesso della telofase I.

Citochinesi II

Di nuovo, il citoplasma e la cellula si dividono, producendo 2 cellule figlie aploidi non identiche. Poiché questo avviene nelle due cellule prodotte dalla meiosi I, il prodotto netto è 4 cellule figlie aploidi non identiche, ciascuna contenente un singolo cromatide (1c, 1n). Questi sono gameti completamente formati.

Applicazioni della meiosi

La meiosi, come la mitosi, è usata per un certo numero di tecnologie di laboratorio, alcune delle quali sono elencate di seguito:

Coltura di tessuti

Come la mitosi, anche la meiosi è usata nelle biotecnologie per acquisire una condizione gametica nelle cellule.
La meiosi accompagna spesso la mitosi per generare variazioni, il che aiuta negli studi relativi ai processi evolutivi.
Formazione di gameti in vitro
In diversi problemi di infertilità derivanti dal fallimento dei gameti, le cellule staminali embrionali si differenziano in cellule di tipo germinale mediante divisione meiotica.
Questi gameti sono formati in vitro attraverso la meiosi e inseriti in individui con tali disturbi.

Potete leggere molto di più sulle fasi della meiosi nel nostro blog