La meiosi è il processo che si verifica nelle cellule germinali mature, ovvero le cellule presenti negli organi riproduttivi, le gonadi (ovaie nella femmina e testicoli nel maschio). Attraverso tale fenomeno si ottengono i gameti, cellule sessuali che possiedono la metà del corredo cromosomico della cellula madre. Negli individui di sesso femminile i gameti sono costituiti dalle cellule uovo, mentre nei maschi sono dati dagli spermatozoi. Dall’incontro e fusione dei due diversi gameti, fenomeno detto fecondazione, si formerà una nuova cellula, lo zigote, che possiederà quindi lo stesso numero di cromosomi della specie di appartenenza e darà origine ad un nuovo individuo.
La meiosi è dunque un fenomeno che si verifica esclusivamente negli organismi che effettuano riproduzione sessuale.
Tutte le cellule che possiedono un doppio corredo cromosomico, ossia due diverse copie per cromosoma, di cui una ereditata dalla madre e l’altra dal padre, vengono chiamate diploidi e indicate con il simbolo 2n. Le cellule che invece presentano un unico set di cromosomi sono definite aploidi e indicate con il simbolo n. Negli organismi che effettuano riproduzione sessuata i gameti sono quindi aploidi (n), mentre tutte le altre cellule, comprese quelle da cui avranno origine le cellule gametiche, sono diploidi (2n).
Le fasi della meiosi
Il processo di meiosi consiste di due fasi:
- meiosi I (prima), definita divisione riduzionale, in quanto porta alla formazione di due cellule aploidi;
- meiosi II (seconda), detta divisione equazionale, praticamente identica alla mitosi, a eccezione del fatto che in questa fase non si ha l’iniziale duplicazione del materiale genetico, che qui si verifica subito prima dell’inizio della meiosi I. Al termine di questa fase si ottengono quattro cellule aploidi.
La meiosi I
Prima dell’inizio di questa fase la cellula madre duplica il proprio DNA, dopodiché ha inizio la prima fase della meiosi I, la profase I (prima). In questo momento i cromosomi diventano visibili e si verifica un appaiamento dei cromosomi omologhi che vanno così a formare delle tetradi. Arrivati a questo punto avviene in crossing-over, cioè uno scambio di porzioni omologhe di DNA tra due cromatidi non fratelli, appartenenti quindi a due diversi cromosomi facenti parte di una coppia di omologhi.
Al termine di questo processo si ottengono due cromatidi ricombinanti, che presentano modifiche del materiale genetico di partenza. Gli altri due cromatidi, detti parentali, rimangono invariati.
Il fine del crossing-over è la ricombinazione genica, che consente maggiore variabilità della specie e quindi maggiori possibilità di adattamento alle condizioni ambientali.
Al termine della profase I avviene la dissoluzione della membrana nucleare e del nucleolo.
Durante la metafase I le tetradi si allineano lungo la piastra equatoriale della cellula, grazie all’ancoraggio dei cinetocori alle fibre del fuso.
Nel corso dell’anafase I avviene la separazione dei cromosomi omologhi, che migrano ai poli opposti della cellula madre. La separazione dei cromosomi omologhi avviene secondo combinazioni assolutamente casuali di cromosomi, meccanismo che consente, assieme al crossing-over, un rimescolamento dei caratteri ereditari.
A differenza dell’anafase mitotica, qui sono i cromosomi a dividersi e non i cromatidi. Il fatto che siano i cromosomi omologhi a separarsi spiega il motivo per cui si ottiene un corredo cromosomico aploide.
La meiosi I termina con la telofase I, che vede la formazione dei nuclei con relativa membrana nucleare e successiva citodieresi, che porta alla formazione di due cellule aploidi.
La meiosi II
La seconda divisione meiotica è praticamente identica alla mitosi, con la differenza che qui non si ha alcuna duplicazione del DNA, in quanto già avvenuta prima dell’inizio della meiosi I.
Durante la profase II (seconda) si dissolve la membrana nucleare, in modo che le fibre del fuso possano agganciarsi ai cinetocori dei cromosomi, mentre in metafase II i cromosomi migrano sul piano equatoriale. Nel corso dell’anafase II i cromatidi fratelli di ogni cromosoma si separano e migrano ai poli opposti della cellula. Segue la telofase II, durante la quale si riformano i nuclei e si verifica la citodieresi. Al termine della citodieresi si ottengono quattro cellule figlie aploidi, i gameti.
Ricapitolando, con il processo di meiosi, a partire da una cellula madre diploide 2n si arriva ad ottenere quattro cellule figlie aploidi n, contenenti ognuna un singolo cromatidio.
