Anatomia-Lessico

meiosi

definizione

La meiosi è una forma speciale di divisione del nucleo ed è anche conosciuta come meiosi. Contiene due divisioni che trasformano una cellula madre diploide in quattro cellule figlie aploidi.

Queste cellule figlie contengono ciascuna un cromosoma 1 cromatide e non sono identiche. Queste cellule germinali sono necessarie per la riproduzione sessuale.

introduzione

Negli uomini, le cellule germinali sono gli spermatozoi formati nei testicoli. L'equivalente nelle donne sono gli ovociti che ha dalla nascita.

Una cellula germinale aploide di ciascun genitore si fonde in un doppio set di cromosomi, che si trova in tutte le altre cellule del corpo.

Se una delle due divisioni è difettosa durante la meiosi, le aberrazioni cromosomiche numeriche, come la trisomia 21 (nota come sindrome di Down).

Qual è la funzione della meiosi?

La funzione della meiosi è la produzione di cellule germinali negli esseri viventi sia femminili che maschili. Questi sono necessari per la riproduzione sessuale e si trovano di conseguenza nei mammiferi e negli esseri umani.

Dopo la meiosi, una cellula con un doppio (diploide) Set cromosomico di quattro celle con un semplice (aploidi) Set di cromosomi.

Questa riduzione del set di cromosomi è molto importante, altrimenti due cellule germinali con un doppio set di cromosomi si fonderebbero insieme durante la fecondazione. Il risultato sarebbe un essere vivente con quattro volte (tetraploide) Set di cromosomi. Questa anomalia cromosomica rappresenta circa il 5% di tutti gli aborti spontanei.

Oltre a ridurre il numero di cromosomi e produrre cellule germinali, la meiosi ha un'altra funzione. Distribuendo casualmente i cromatidi alle quattro cellule figlie, la meiosi garantisce la diversità genetica.

Oltre alla distribuzione casuale del genoma, c'è anche lo scambio di informazioni genetiche tra cromosomi materni e paterni. Questo processo è noto come crossing-over e aumenta nuovamente la ricombinazione genetica e la diversità.

Anche questo argomento potrebbe interessarti: Compiti del nucleo cellulare

Qual è il decorso della meiosi?

Il decorso della meiosi è sempre lo stesso e può essere approssimativamente suddiviso in due parti. Questi a loro volta consistono in più fasi, che sono però identiche in entrambe le divisioni.

Prima divisione della meiosi

La meiosi inizia con il raddoppio dei due cromatidi, in modo che la cellula abbia un doppio set di cromosomi con quattro cromatidi. Segue la prima divisione della meiosi, in cui le due coppie di cromosomi sono separate l'una dall'altra.

Le due cellule risultanti hanno ciascuna un cromosoma con due cromatidi. Questa divisione è nota come divisione di riduzione, poiché il doppio set di cromosomi è dimezzato. Funziona in più fasi, che hanno gli stessi nomi della mitosi:

Prophase
Metaphase
anafase
telofase.

Inoltre, in questa parte della meiosi, il materiale genetico è ancora ricombinato all'interno dei cromosomi. È uno scambio di alcune sezioni di DNA tra i due cromosomi, noto come crossing-over.

Seconda divisione della meiosi

La seconda parte della meiosi consiste nella cosiddetta divisione dell'equazione. Qui i due cromatidi fratelli sono separati l'uno dall'altro. Vengono create in totale quattro cellule germinali che, come materiale genetico, contengono solo un cromatide.

Come nella prima divisione meiotica, le quattro fasi (Prophase, metafase, anafase, telofase) trova di nuovo.

La separazione dei cromatidi fratelli nella seconda parte della meiosi può essere paragonata alla mitosi, poiché lì i cromatidi vengono separati e attratti dai poli cellulari opposti.

Quali sono le fasi della meiosi?

La meiosi è importante per lo sviluppo delle cellule germinali e può essere suddivisa in diverse fasi. Prima di tutto, bisogna distinguere tra meiosi I e meiosi II. Questa divisione ha senso perché durante la meiosi si verificano due divisioni cellulari.

La prima divisione è chiamata divisione di riduzione perché i due cromosomi omologhi sono separati l'uno dall'altro. Questo crea un singolo set di cromosomi da un doppio set di cromosomi.

Questa prima meiosi può essere suddivisa in quattro fasi:

Prophase I
Metafase I.
Anafase I.
Telophase I.

La cellula originale ha due cromosomi che vengono duplicati per replicazione. Il risultato è una cellula con quattro cromatidi.

Nella profase, i cromosomi vengono compressi e si avvicinano l'un l'altro. Questa vicinanza spaziale di entrambi i cromosomi è importante per il successivo attraversamento. Entrambi i cromosomi si scambiano materiale genetico, il che aumenta la diversità genetica.

Segue la metafase, in cui i due cromosomi omologhi sono disposti sul piano equatoriale. Allo stesso tempo, viene formato l'apparato mandrino.

Nell'anafase, le coppie cromosomiche vengono separate l'una dall'altra e attirate ai poli cellulari opposti.

Nell'ultima fase, la telofase, la membrana cellulare si restringe in modo da creare due cellule figlie. Questi hanno un semplice insieme di cromosomi, ma consiste di due cromatidi.

Segue la seconda divisione della meiosi. Questa è chiamata divisione dell'equazione e colpisce entrambe le cellule figlie aploidi. Durante questa divisione, i cromatidi fratelli vengono separati gli uni dagli altri, in modo da ottenere un totale di quattro cellule con un cromatide.

La meiosi II è molto simile alla mitosi e può anche essere suddivisa nelle stesse fasi:

Prophase II
Metafase II
Anafase II
Telophase II

Nella profase i cromatidi fratelli si condensano e l'apparato fuso comincia a formarsi.

Nella metafase, i cromatidi sono disposti sul piano equatoriale in modo che entrambi i cromatidi siano approssimativamente alla stessa distanza dal polo cellulare.

Nell'anafase, i cromatidi fratelli vengono separati l'uno dall'altro e migrano verso il polo cellulare.

Nella telofase la membrana cellulare si restringe di nuovo e si formano nuovi involucri nucleari.

Ciò ha prodotto un totale di quattro cellule figlie che contengono un semplice insieme di cromosomi sotto forma di un cromatide come materiale genetico.

Queste cellule germinali, cellule sessuali o gameti, vengono create in modo diverso in entrambi i sessi.

Nelle donne, gli ovociti sono presenti dalla nascita, ma sono in una sorta di modalità dormiente fino alla pubertà. Con l'inizio della maturità sessuale, ogni mese matura una cellula uovo, che può quindi essere fecondata.

Negli uomini, la produzione di sperma nei testicoli non inizia fino all'inizio della pubertà. A differenza delle donne, gli uomini sono ancora in grado di formare cellule germinali fino alla vecchiaia.

Qual è la differenza rispetto alla mitosi?

La meiosi è molto simile alla mitosi per quanto riguarda la seconda divisione meiotica, ma ci sono alcune differenze tra le due divisioni del nucleo cellulare.

Risultato

Il risultato della meiosi sono cellule germinali con un semplice set di cromosomi adatti alla riproduzione sessuale. Nella mitosi vengono create cellule figlie identiche con un doppio set di cromosomi. Queste cellule non hanno la funzione di riproduzione, ma sostituiscono le cellule del corpo vecchie, morte o non più completamente funzionali.

Numero di divisioni

Un'altra differenza tra meiosi e mitosi è il diverso numero di divisioni. Sono necessarie due divisioni nella meiosi. Nella prima divisione di riduzione, le due coppie di cromosomi sono separate; nella seguente divisione di equazione, i due cromatidi fratelli sono separati l'uno dall'altro.

Al contrario, con la mitosi, una divisione è sufficiente. In questa divisione, i cromatidi fratelli sono separati in modo che sorgano due cellule figlie geneticamente identiche.

Durata

Tuttavia, la meiosi e la mitosi differiscono non solo nella loro funzione e nel numero di divisioni, ma anche nella loro durata. La mitosi è un processo relativamente veloce che richiede circa un'ora per essere completato. La meiosi, d'altra parte, richiede molto più tempo e può ristagnare in una fase per diversi anni o addirittura decenni.

Questo è il caso degli ovociti che sono già creati alla nascita, ma sono tutti in modalità sonno fino a quando non raggiungono la maturità sessuale.

Anche lo sviluppo delle cellule sessuali maschili, lo sperma, richiede circa 64 giorni. Di questi, circa 24 giorni cadono alla meiosi.

Puoi trovare maggiori informazioni su questo argomento su: Mitosi - spiegata semplicemente!

Qual è la traversata?

Il crossing-over descrive lo scambio di materiale genetico tra due cromatidi. Durante il processo, questi si avvicinano l'un l'altro, si incrociano e quindi si scambiano alcuni frammenti di DNA.

Questo processo avviene durante la divisione delle cellule germinali (meiosi) invece di. Il crossing-over può essere assegnato alla profase I, che può essere suddivisa in cinque fasi.

Prima che inizi la prima divisione della meiosi, il DNA viene raddoppiato in modo che ci siano quattro cromatidi nella cellula. La prima fase della profase I è quella leptotene, in cui i cromosomi si condensano e diventano visibili al microscopio ottico.

Questo è il prossimo zigotene, in cui i cromosomi si avvicinano l'un l'altro e viene creato un accoppiamento cromosomico omologo. Questa vicinanza spaziale di entrambi i cromosomi è il prerequisito per poter scambiare materiale genetico. Parallelamente, si forma il complesso sinaptonemico. Questo è un complesso di diverse proteine che si forma tra i cromosomi e garantisce l'esatta posizione di questi.

Di seguito Pachytan avviene ora l'attraversamento vero e proprio. C'erano già delle rotture nel DNA nelle due fasi precedenti. Ora due cromatidi si incrociano e i punti di rottura vengono riparati. I cromosomi materni e paterni si scambiano piccoli segmenti di DNA. Questi crossover sono visibili come chiasmi al microscopio ottico.

nel Diploma il complesso sinaptonemico si dissolve ei cromosomi sono collegati tra loro solo in corrispondenza dei chiasmi.

Nell'ultima fase della profase I, il diacinesi, la membrana nucleare si dissolve, il fuso mitotico inizia a formarsi e la meiosi può avvenire nella consueta sequenza.

Il crossing-over viene utilizzato per la ricombinazione intracromosomica e, insieme all'assegnazione casuale del materiale genetico alle cellule germinali, gioca un ruolo importante nella varietà delle caratteristiche.

Come si verifica la trisomia 21?

La trisomia 21 è una malattia causata dalla tripla presenza del 21 ° cromosoma. Nelle cellule sane ci sono cromosomi duplicati, quindi gli esseri umani hanno un totale di 46 cromosomi. Un paziente con trisomia 21 ha 47 cromosomi e ha la sindrome di Down.

La triplice presenza del 21 ° cromosoma è causata nella maggior parte dei casi da un errore nella meiosi.

La meiosi trasforma una cellula con 4 cromatidi in quattro cellule germinali con un cromatide ciascuna attraverso due divisioni. Tuttavia, possono verificarsi errori in entrambe le scadenze. Di conseguenza, i cromatidi non sono distribuiti correttamente sulle cellule germinali e seguono le cellule germinali con due cromatidi.

Queste cellule germinali hanno cromosomi individuali duplicati, nella sindrome di Down il 21 ° cromosoma. Se una tale cellula uovo si fonde con uno sperma sano, l'embrione ha il 21 ° cromosoma in tre copie.

I sintomi di questa aberrazione cromosomica numerica sono diversi e possono variare in gravità. Spesso questi bambini sono spiritualmente ritardati, stentati e hanno difetti cardiaci congeniti.

Il rischio di malattia aumenta con l'età della madre, tanto che molte donne incinte anziane preferiscono che venga effettuato un test del liquido amniotico.

Se hai ulteriore interesse per questo argomento, leggi il nostro prossimo articolo di seguito: Sindrome di Down