La Meiosi Il ciclo vitale di molti organismi

La Meiosi

Il ciclo vitale di molti organismi comprende sia la mitosi sia la meiosi La meiosi richiede due divisioni nucleari (i gameti sono aploidi, n), mentre la mitosi ne richiede solo una (le cellule somatiche sono diploidi, 2 n). Alla mitosi è affidata la crescita dell’organismo nel corso dello sviluppo, oltre che la riparazione dei tessuti per tutta la vita. 2 La meiosi è invece implicata nella formazione dei gameti (spermatogenesi e oogenesi).

La riproduzione asessuata si basa sulla divisione mitotica del nucleo. La prole è costituita da un clone dell’organismo di partenza. Cactus Lievito 3

La riproduzione sessuata produce organismi che non sono geneticamente identici ai genitori e sfrutta il processo della meiosi. 4

La riproduzione sessuata richiede due genitori e comporta sempre due eventi: • la meiosi, un tipo di divisione nucleare che permette di dimezzare il patrimonio genetico delle cellule; • la fecondazione, un processo in cui i contributi genetici dei due genitori si fondono per formare la nuova identità genetica della prole.

Le cellule sessuali • Le cellule somatiche di ogni organismo sono un numero di cromosomi caratteristico della specie. • Le cellule sessuali, o gameti, hanno la metà del numero di cromosomi delle cellule somatiche dell’organismo.

I cromosomi • In tutte le cellule diploidi i due cromosomi di ciascuna coppia sono detti omologhi: uno di essi proviene dal gamete di un genitore e il suo corrispondente dal gamete dell’altro genitore. • I cromosomi sessuali determinano il sesso dell’individuo e sono detti autosomi.

La meiosi Ogni evento meiotico comprende due divisioni nucleari: • meiosi II che riducono il numero di cromosomi da diploide (2 n) ad aploide (n); il nucleo si divide due volte ma il DNA si duplica una volta sola. Alla fine di questo processo si generano quattro cellule figlie chiamate gameti. 8 Sadava et al. La nuova biologia. blu © Zanichelli 2015

Le fasi della meiosi I 9

Le fasi della meiosi II 10

Mitosi e meiosi a confronto Alla fine della mitosi le due cellule figlie hanno lo stesso numero di coppie di cromosomi omologhi della cellula madre. Alla fine della meiosi le quattro cellule figlie contengono la metà del corredo cromosomico della cellula madre. 11

Il crossing-over I cromosomi omologhi si avvicinano e si allineano lateralmente: essi sono in sinapsi, che significa «uniti insieme» . Poiché ciascun omologo ha due cromosomi fratelli, nella sinapsi quattro cromosomi si trovano a stretto contatto; tale gruppo si chiama tetrade. Durante la profase I, lo scambio di DNA mediante crossing-over dà origine a cromosomi geneticamente diversi, e quindi a nuove combinazioni del materiale genetico nei cromatidi ricombinanti. 12

La spermatogenesi produce 4 spermatozoi aploidi dotati di flagello, potenzialmente fertili. tutti

L’oogenesi produce un ovulo e tre corpi polari che non potranno essere fecondati.

L’importanza della variabilità La riproduzione sessuata induce variabilità intraspecifica tra gli organismi di una specie grazie all’assortimento indipendente dei cromosomi omologhi, al crossing-over e alla fecondazione. 15 Il cariotipo umano femminile

Le anomalie cromosomiche ereditabili Un numero anomalo di cromosomi può derivare da un difetto nella meiosi. Quando un organismo presenta un solo cromosoma di un certo tipo si parla di monosomia (2 n-1); quando, invece, presenta una copia in più di un cromosoma si parla di trisomia (2 n+1). 16 La causa più probabile di queste anomalie è la non-disgiunzione durante la meiosi. Essa avviene quando gli omologhi (meiosi I) o i cromatidi fratelli (meiosi II) non si separano.