Meiosi (divisione di riduzione)

meiosi

La meiosi (divisione di riduzione sinonima) è un tipo speciale di divisione mitotica del nucleo nelle cellule germinali durante la loro maturazione, durante il quale il numero normale (diploide o doppio) di cromosomi, caratteristico di tutte le cellule germinali somatiche e immature, diminuisce fino alla metà (aploide). La meiosi viene eseguita da due successive divisioni del nucleo. Durante il primo di questi, i cromosomi omologhi (o corrispondenti) si coniugano (si collegano) a coppie e si scambiano materiale ereditario. È in questa fase della meiosi che è possibile la ridistribuzione del materiale ereditario, assicurando l'emergere di nuove combinazioni di proprietà ereditarie. Come risultato della prima divisione del nucleo della cellula, due cellule figlie sono formate con un numero aploide di cromosomi, che immediatamente o dopo una breve pausa attraversano il secondo stadio di divisione, per il tipo di mitosi. Di conseguenza, vengono formate quattro cellule sessuali mature, ciascuna delle quali contiene un insieme aploide di cromosomi. Nell'organismo maschile, su tutte e quattro le cellule, gli spermatozoi si sviluppano, nella femmina, solo uno si trasforma in un uovo, e le cellule rimanenti sono abortive, o polari, piccoli corpi, che rapidamente muoiono. Durante la fecondazione, il numero aploide dei cromosomi degli organismi materni e paterni viene combinato, con il risultato che il set diploide viene ripristinato. Pertanto, la meiosi garantisce la conservazione nelle successive generazioni del numero normale di cromosomi.

Vedi anche Genetica, Mitosi, Fecondazione.

Meiosi (dal greco Meiosis - diminuzione, diminuzione, sinonimo obsoleto: divisione di riduzione, divisione equa- zione) è un tipo speciale di mitosi osservato nelle cellule sessuali in via di sviluppo di tutte le creature viventi, in cui il numero (diploide) normale dei cromosomi è ridotto alla metà (caploide). La meiosi fornisce la conservazione nelle generazioni successive dell'insieme diploide dei cromosomi, poiché durante la fecondazione (vedi) due cellule sessuali sono collegate con l'insieme aploide dei cromosomi. La meiosi consiste principalmente in due divisioni nucleari del nucleo che seguono rapidamente, durante le quali i cromosomi si dividono solo una volta, il che si traduce nell'apparizione di quattro cellule con un insieme aploide di cromosomi. Nelle prime fasi della meiosi (nella profase della prima divisione della maturazione), omologo, cioè, i corrispondenti cromosomi paterni e materni interagiscono; in questo momento è possibile una ridistribuzione gratuita del materiale ereditario, che fornisce una nuova combinazione, spesso più favorevole, di proprietà ereditarie per l'organismo.

Nella profase della meiosi nel nucleo (Fig. 1.1), vengono rilevati ceppi sottili di curvatura a spirale della cromatina che passano in tutte le direzioni (lo stadio leptotenico è mostrato in Fig. 1.3).

schema di coniugazione dei cromosomi e divisione della maturazione
Fig. 1. Schema di coniugazione dei cromosomi e divisione della maturazione.

È preceduto dallo stadio del proleptolo (Figura 1, 2). Alla fase successiva (zigotenica - Fig. 1.4) del filetto di cromatina vengono spostati su una sezione nucleare e disposti sotto forma di formazioni divergenti accoppiate a ventaglio (fase del bouquet - Fig. 1.5). I filamenti accoppiati sono costituiti da cromosomi omologhi (i cosiddetti bivalenti). Questi cromosomi si avvicinano (lo stadio pachyten - figura 1.6), si avvolgono l'un l'altro (lo stadio streptothenic - figura 1.7) e si intersecano (il "crossing-over" di autori inglesi), formando per qualche tempo un intero (coniugazione di cromosomi). È in questa fase che le primordie ereditarie possono essere scambiate e una nuova combinazione di geni si forma all'interno di ciascun cromosoma. Nella fase successiva (diplotenici - Fig. 1.8), si verifica la divisione longitudinale di ciascun bivalente, risultante in gruppi (il cui numero è la metà del numero originale di cromosomi), costituito da quattro cromatidi uniti tra loro. Questi ultimi si accorciano e si contraggono per formare gruppi quadrupli - tetradi, solitamente situati sotto il guscio del nucleo e aventi la forma di anelli, ovali, ecc. Poi arriva la metafase della 1a divisione della maturazione, durante la quale i cromosomi divergono (figura 1.9); I tetradi sono divisi in due gruppi di due cromosomi in ciascuno (diade - Fig. 1.10), che senza una interfase si trasformano in una metafase della 2a divisione della maturazione (Fig. 1.11). Quando finisce, ciascuna delle cellule figlie contiene un numero aploide di cromosomi (Fig. 1.12). Secondo i precedenti punti di vista, nella stragrande maggioranza dei casi, la prima divisione della maturazione è la riduzione (l'intero cromosoma omologo diverge), cioè l'insieme dei cromosomi è dimezzato; La 2a divisione della maturazione è stata considerata equa (uguale), poiché in questo momento i cromatidi divergono - metà di un cromosoma. Attualmente questa terminologia è superata, poiché la scoperta dell'incrocio non ci permette di parlare di cromosomi puramente paterni o materni a causa dello scambio di sezioni di cromosomi omologhi che si verificano nello stadio di coniugazione (Figura 2). Inoltre, ogni tetrado è autonomo rispetto alla divergenza dei suoi cromosomi costituenti, e l'alternanza di divergenza di cromosomi omologhi e dei loro cromatidi può essere diversa in ciascun gruppo di quattro.

schema di coniugazione cromosomica
Fig. 2. Schema di coniugazione del cromosoma: schema di divisione del cromosoma I (1) lungo la lunghezza del ciclo mitotico; i cromosomi risultanti (2) non differiscono qualitativamente l'uno dall'altro; II - la formazione di una coppia di cromosomi (3) che sono qualitativamente diversi l'uno dall'altro dopo la coniugazione (1 e 2) di due cromosomi identici - maschio e femmina.

Fondamentalmente, la meiosi procede in modo uguale in entrambi i sessi, ma la sua localizzazione è diversa: nelle cellule germinali maschili - spermatogoni - avviene al centro e produce quattro cellule identiche e a tutti gli efetti: gli spermatidi, che si trasformano in spermatozoi. Nelle cellule germinali primarie femminili - l'oogonia - la meiosi si verifica alla periferia e, come risultato di questo processo, compaiono quattro cellule disuguali - un uovo maturo e tre corpi guida o polari, che muoiono rapidamente.

L'incidenza di sterilità (muli) spesso osservata negli ibridi si basa sull'incapacità di tutti o alcuni dei cromosomi alieni di coniugarsi durante la meiosi.

Apparentemente, per l'inizio della meiosi, è necessario avere una sostanza chimica speciale prodotta, per esempio, nelle piante, negli organi genitali maschili (anteras). La meiosi deve essere considerata come una mitosi, in cui il rapporto tra il tempo di coniugazione e la scissione del cromosoma longitudinale è alterato: la prima fase del prisma si verifica durante la meiosi e quindi i cromosomi omologhi vengono coniugati prima di essere raddoppiati (Figura 2). Nella meiosi si verifica la ridistribuzione dei geni e si verifica la loro ricombinazione casuale e indipendente.

Vedi anche Mitosi.