Il complesso processo della meiosi: dalla cellula diploide alle cellule aploidi

Il ciclo della cellula diploide

Prima di andare incontro al processo mediatico, una cellula diploide attraversa l'interfase. La cellula cresce durante la fase G, e sintetizza le molecole necessarie alla divisione. Tutto il DNA della cellula si duplica durante la fase S, al termine della quale ognuno dei cromosomi della cellula è composto da una coppia di cromatidi fratelli identici, uniti dal centromero. La cellula produce anche proteine e altri enzimi necessari alla divisione cellulare. Infine, nella fase G la cromatina comincia ad addensarsi e la cellula produce le proteine del fuso che poi si occuperà di spostare i cromosomi. A questo punto, la cellula è pronta per l'inizio della meiosi. Per convenzione, le due divisioni meiotiche si chiamano meiosi 1 e meiosi II. Durante la meiosi I, ogni cromosoma si allinea fisicamente al suo omologo e le coppie omologhe si dividono in due cellule. La meiosi II suddivide poi il materiale genetico in quattro cellule aploidi.

La profase della meiosi I

Durante la profase L(cioè la profase della meiosi 1), i cromosomi duplicati si spiralizzano. I microtubuli radunati all'altezza del centrosoma cominciano a organizzarsi in un fuso e i punti di aggancio del fuso, incroci, si addensano su ciascun centromero. Allo stesso tempo, l'involucro nucleare si sfalda, permettendo alle fibre del fuso di raggiungere i cromosomi. Gli eventi descritti finora assomigliano a quelli della profase della mitosi, ma durante la profase I della meiosi accade qualcosa di particolare: i cromosomi omologhi si allineano per tutta la loro lunghezza l'uno all'altro. Questo appaiamento prende il nome di sinapsi. Durante la sinapsi i quattro cromatidi fratelli di ciascuna coppia di cromosomi omologhi formano una struttura chiamata tetrade. Nei punti di contatto fra cromatidi appartenenti ai due cromosomi omologhi, detti chiasmi, avviene un processo di scambio di sequenze di DNA chiamato crossing-over. Il crossing-over, rimescolando il materiale genetico fra coppie di omologhi, è alla base della variabilità genetica prodotta dalla meiosi. Nella metafase I il fuso allinea le tetradi lungo la piastra equatoriale della cellula. Entrambi i cromatidi di ciascun cromosoma sono ancorati allo stesso lato del fuso, in modo che l'intero cromosoma possa poi migrare verso uno dei poli della cellula. È tutto pronto per la separazione delle coppie omologhe. Nell'anafase I le fibre del fuso tirano i cromo sommi e separano le coppie omologhe ai due poli; in questa fase i cromatidi fratelli che costituiscono ciascun cromosoma rimangono uniti. Durante la telofase I i cromosomi completano il movimento verso poli opposti; segue la citodieresi, che divide in due la cellula originale.

La meiosi II e la sua somiglianza con la mitosi

In molte specie, la meiosi II è preceduta da una seconda interfase, du rante la quale i cromosomi si despiralizzano fino ad assumere l'aspetto di filamenti sottili; le due cellule sintetizzano proteine, ma il materiale genetico non si duplica una seconda volta.

La meiosi assomiglia a una mitosi. Il processo ha inizio con la profase II, durante la quale i cromosomi si spiralizzano ancora una volta e diventano visibili. Segue la metafase II, in cui il fuso allinea i cromosomi lungo la piastra equatoriale di ogni cellula. Nell'anafase II, i centromeri si separano e i singoli cromatidi fratelli si muovono in direzioni opposte. Durante la telofase II si forma un involucro nucleare intorno a ciascuna serie di nuovi cromosomi. La citodieresi, infine, separa i nuclei in cellule distinte. Il risultato finale delle due meiosi? Una cellula diploide si è divisa in quattro cellule aploidi.