La meiosi e la formazione dei gameti

Dopo aver visto come nasce ogni nuova cellula del nostro corpo, vorrei oggi concentrarmi sulla nascita di due cellule un po' speciali: i gameti, ovvero le cellule riproduttive.
La cellula riproduttiva femminile è detta anche cellula uovo e, nel suo nucleo, ci sono 23 cromosomi. La meiosi,che porta alla formazione della cellula uovo avviene nelle ovaie. La cellula riproduttiva maschile è, invece, lo spermatozoo, anch'esso contiene 23 cromosomi, protetti dal nucleo cellulare.La meiosi che porta alla formazione degli spermatozoi avviene nei testicoli.

Spermatozoo e cellula uovo. Immagine dal sito tedesco http://fruchtbarkeit-steigern.com/

Dalla loro unione si ripristina il patrimonio cromosomico tipico della nostra specie: 46 cromosomi, ovvero 23 coppie.

La meiosi è il processo caratteristico delle cellule eucarioti: da una cellula madre si formano quattro nuove cellule figlie; le nuove cellule avranno la metà del patrimonio genetico rispetto alla cellula che le ha generate.

Immagine della meiosi da: Ventruto V., Sacco G., Fortunato L., Testo atlante di citogenetica umana, Springer, 2001.

Ho scelto questa immagine perchè la ritengo particolarmente efficace. La prima cellula mostra il punto di partenza della meiosi, ovvero una cellula diploide con 46 cromosomi. La seconda cellula evidenzia, invece, la duplicazione del patrimonio genetico: si passa, quindi, da una cellula 2n ad una 4n. A questo punto, la cellula entra effettivamente in meiosi. La meiosi si concretizza con due divisioni successive grazie alle quali si ottengono 4 cellule con un corredo cromosomico dimezzato rispetto alla cellula madre, ovvero 23 cromosomi.
LE FASI DELLA MEIOSI La meiosi, quindi, è simile alla mitosi ma avvengono due divisioni cellulari consecutive:

Prima divisione meiotica o meiosi I; l'aspetto più importante è la ripartizione dei cromosomi: si ottengono due cellule dotate ciascuna di un patrimonio genetico aploide, ovvero di un solo cromosoma per tipo. In questa prima divisione si separano i cromosomi omologhi.

Ventruto V., Sacco G., Fortunato L., Testo atlante di citogenetica umana, Springer, 2001.

Seconda divisione meiotica o meiosi II: in questa seconda divisione, invece, si separano i cromatidi fratelli di ciascun cromosoma. Per questo motivo le 4 cellule risultanti saranno aploidi.

Ventruto V., Sacco G., Fortunato L., Testo atlante di citogenetica umana, Springer, 2001.

Naturalmente, anche nella meiosi si distinguono diverse fasi, vediamole.

La prima divisione meiotica si divide in:
Profase I: la cromatina si condensa e si formano i cromosomi. Ciascun cromosoma omologo appare duplicato come mostrato nella parte destra della figura, ovvero formato da due cromatidi fratelli. I cromosomi omologhi sono uno di origine materna, l'altro di origine paterna. I cromatidi fratelli sono identici perché derivano dal processo di duplicazione del DNA; la duplicazione del DNA avviene prima dell'ingresso in meiosi

La duplicazione del materiale genetico avviene prima di entrare in meiosi.
Per questo motivo, quando la cromatina si condensa, sono visibili i cromosomi omologhi, ciascuno formato dai due cromatidi fratelli ed uniti a livello del centromero. Immagine dal sito in inglese http://bio1100.nicerweb.com/ dove potete trovare anche numerosi test per il ripasso di diversi argomenti di biologia.

Nella profase I avviene il crossing over: lo scambio di frammenti di cromosoma tra i cromatidi dei due cromosomi omologhi. Il crossing over è un processo importantissimo per il mantenimento della variabilità genetica tra gli individui; è anche grazie a questo meccanismo si scambio se le cellule che si formano nella meiosi sono diverse tra loro.

Crossing-over: scambio di frammenti di cromatidi fratelli tra due cromosomi omologhi. Immagine dal sito inglese http://www.emc.maricopa.edu

Infine, sempre nella profase I, la membrana nucleare si disgrega e si forma il fuso.
Ecco uno schema riassuntivo dei principali eventi che ho appena descritto.