La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi

Capire come si riproducono le cellule ti aiuterà a comprendere tutto, dalla crescita del tuo corpo alle malattie genetiche. Negli organismi unicellulari la divisione cellulare significa riproduzione asessuata (clonazione), mentre in quelli pluricellulari serve per crescita e riparazione.

I cromosomi contengono tutto il DNA nel nucleo e variano tra specie: gli umani ne hanno 46, i cani 78! Quando una cellula si divide, deve prima duplicare il patrimonio genetico per dare alle cellule figlie lo stesso numero di cromosomi.

Durante l'interfase (90% del ciclo) la cellula cresce e duplica il DNA attraverso tre fasi: G1 (crescita), S (duplicazione DNA), G2 (crescita). Nella fase mitotica (10%) avviene la divisione vera e propria: mitosi del nucleo + citodieresi del citoplasma.

Nota bene: I tumori nascono quando i "cancelli" di controllo del ciclo cellulare non funzionano, causando divisioni incontrollate.

Le fasi della mitosi

La mitosi è una divisione equazionale che da una cellula diploide ne crea due identiche. Memorizza le quattro fasi principali che troverai sicuramente nei compiti!

Profase: i cromosomi diventano visibili, i centrosomi migrano ai poli formando il fuso mitotico, e la membrana nucleare si dissolve. Metafase: tutti i cromosomi si allineano perfettamente all'equatore della cellula, attaccati al fuso.

Anafase: i cromatidi fratelli si separano e vengono trascinati verso i poli opposti. Telofase e citodieresi: si riforma la membrana nucleare attorno ai due nuclei, poi il citoplasma si divide completamente.

La meiosi invece riguarda solo la riproduzione sessuale: da un nucleo diploide (46 cromosomi) forma 4 nuclei aploidi (23 cromosomi) che diventeranno gameti.

Ricorda: Gli errori di separazione causano mutazioni cromosomiche che possono portare a malattie genetiche.

Il ciclo vitale e le fasi della meiosi

Ecco come funziona la riproduzione sessuale: gameti aploidi (23 cromosomi) si uniscono nella fecondazione per formare uno zigote diploide (46 cromosomi), che poi si sviluppa tramite mitosi.

La meiosi ha due divisioni consecutive. Meiosi I (riduzionale): separa i cromosomi omologhi dimezzando il numero. Meiosi II (equazionale): separa i cromatidi fratelli, come nella mitosi ma senza duplicare prima il DNA.

La profase I è la fase più importante! Qui avviene il crossing over: i cromosomi omologhi si scambiano frammenti creando nuove combinazioni genetiche. Questo processo di ricombinazione genetica è fondamentale per la diversità.

Il punto di scambio si chiama chiasma e garantisce che ogni gamete sia geneticamente unico, combinando materiale paterno e materno.

Curiosità: Spermatogoni nei maschi e oogoni nelle femmine sono le cellule specializzate che producono i gameti nelle gonadi.

Completamento della meiosi e confronti

Dopo la profase I, la metafase I allinea le coppie di omologhi all'equatore. Nell'anafase I gli omologhi si separano (non i cromatidi!) migrando ai poli. La telofase I forma due cellule con cromosomi ancora doppi.

Meiosi II funziona come una mitosi normale: i cromatidi fratelli si separano definitivamente creando 4 cellule aploidi. Ogni gamete ha una combinazione genetica unica grazie al crossing over.

Differenze chiave: la mitosi mantiene il numero di cromosomi (2 cellule diploidi identiche), la meiosi lo dimezza (4 cellule aploidi diverse). La mitosi serve per crescita e riparazione, la meiosi solo per riproduzione.

I geni associati sono quelli vicini sullo stesso cromosoma che tendono a essere ereditati insieme. Più sono lontani, più è probabile che il crossing over li separi.

Attenzione: La non-disgiunzione (cromosomi che non si separano) causa anomalie come la sindrome di Down.

Le basi cromosomiche dell'ereditarietà

Ora sai che i cromosomi sono i portatori dei fattori ereditari: nei loro loci si trovano gli alleli che determinano i tuoi caratteri. I geni sono fatti di DNA, non di proteine!

I geni associati sono quelli sullo stesso cromosoma che viaggiano insieme durante l'ereditarietà. Più sono vicini, meno probabilità hanno di essere separati dal crossing over. Questo spiega perché certi caratteri vengono sempre ereditati insieme.

Gli errori nella meiosi causano gameti con cromosomi in più o in meno. Quando questi gameti si uniscono nella fecondazione, nascono individui con malattie genetiche come la sindrome di Down.

I caratteri legati al sesso sono geni presenti sul cromosoma X che causano malattie recessive come daltonismo, emofilia e distrofia muscolare. Colpiscono più i maschi perché hanno un solo cromosoma X.

Ricorda: Le madri portatrici possono trasmettere malattie legate al cromosoma X ai figli maschi anche se loro sono sane.