Embriologia Meiosi e la spermatogenesi

Programma di embriologia

La divisione meiotica

In generale possiamo quindi dire che durante la meiosi, il numero dei cromosomi tipico delle cellule di una specie si dimezza da 2n a n riducendo la quantità di DNA da 2c a c. La meiosi comprende due divisioni cellulari chiamate meiosi I e II, ognuna suddivisa in quattro fasi: profase I, metafase I, anafase I, telofase I e profase II (molto breve), metafase II, anafase II e telofase II.

La prima divisione meiotica

La profase 1 viene suddivisa in quattro fasi:

• Leptotene: I cromosomi appaiono formati da 2 cromatidi in quanto il DNA si è già duplicato.
• Zigotene: Ciascun cromosoma si appaia al suo omologo.
• Pachitene: I cromosomi si accrociano e si spiralizzano fortemente visualizzando i singoli cromatidi. Si verifica il crossing over tra i 4 cromatidi dei cromosomi omologhi in corrispondenza di punti di appaiamento detti chiasmi. Il complesso sinaptinemale, una struttura proteica che si assembla durante lo zigotene, svolge un ruolo chiave nella sinapsi e nel crossing over tra gli omologhi.
• Diplotene: I cromosomi omologhi cominciano a separarsi rimanendo tuttavia uniti in punti chiamati chiasmi.

Terminata la profase 1, la cellula meiotica passa attraverso la metafase 1, l’anafase 1, e la telofase 1. L’adesione tra i cromatidi fratelli e tra i cromosomi omologhi è mediata da un complesso di proteine chiamate cosine.

La seconda divisione meiotica

Ciascuna delle due cellule che risultano dalla prima divisione meiotica si divide senza duplicare il DNA. La seconda divisione avviene in tre fasi in quanto la profase 2 è pressoché assente: la metafase 2, l’anafase 2 e la telofase 2. Risultato finale = 4 cellule aploidi.

Tempi e modalità della meiosi nella spermatogenesi e nella ovogenesi

La meiosi nell’ovogenesi umana inizia intorno al 4° mese nelle ovaie fetali. Negli ovociti primari la meiosi si arresta alla fine della profase 1, allo stadio di diplotene, prima della nascita. A partire dalla pubertà, durante un normale ciclo ovarico di 28 giorni, un solo ovocito termina il processo maturativo all’interno di un follicolo di Graaf. In questo ovocito primario, poche ore prima dell’ovulazione, la meiosi riprende e prosegue con la metafase I, l’anafase I e la telofase I.

Al termine della telofase I, l’ovocito primario va incontro ad una citodieresi diseguale che produce un ovocito secondario e una piccola cellula chiamata globulo polare I. Alla metafase II si verifica un secondo arresto della meiosi e l’ovocito secondario viene ovulato. La meiosi riprenderà solo se l’ovocito verrà fecondato. In tal caso, poche ore dopo la fecondazione, l’uovo fecondato o zigote emette un secondo globulo polare (globulo polare II) completando la meiosi. È evidente quindi che la meiosi nell’ovogenesi produce una sola cellula funzionale, l’ovocito secondario, e non quattro come è la regola generale della meiosi.

Inoltre, l’ovocito secondario completa la meiosi e diviene aploide nel suo contenuto di DNA solamente dopo la fecondazione. Il globulo polare I e II sono piccole cellule destinate a degenerare. Molto raramente il globulo polare I si divide, portando a tre il numero finale dei globuli polari.

La meiosi nella spermatogenesi inizia nei testicoli dopo la nascita nel periodo della pubertà. Uno spermatogonio A, dopo una serie di mitosi, si divide sempre mitoticamente, producendo due spermatogoni B. Questi, dopo alcune divisioni mitotiche, entrano in meiosi divenendo spermatociti I. Al termine della meiosi I, ogni spermatocita I si divide e dà origine a due spermatociti II. Ogni spermatocita II dà origine a due spermatidi. La durata della meiosi nella spermatogenesi umana è di circa 24 giorni.

Aneuploidia

Una nota aneuploidia (trisomia) autosomica riguarda il cromosoma 21 e causa il 95% dei casi della sindrome di Down (mongolismo).