La meiosi è un tipo speciale di divisione cellulare che avviene solo nelle cellule coinvolte nella riproduzione sessuale. Negli organismi superiori come gli umani, si tratta di spermatozoi immaturi nei maschi e in via di sviluppo degli ovuli nelle femmine. Tutte le altre cellule del corpo utilizzano un diverso tipo di divisione cellulare, chiamata mitosi, per produrre nuove cellule. Ad esempio, le cellule della pelle si dividono regolarmente per mitosi per mantenere sempre disponibile una nuova scorta di cellule della pelle.
Mitosi: nuove cellule identiche
Quando una cellula inizia a dividersi per mitosi, crea una seconda copia del DNA nel suo nucleo. I cromosomi contengono questo DNA e gli esseri umani hanno 46 cromosomi. Una volta completata la produzione del DNA, ci sono ancora 46 cromosomi, ma ognuno è il doppio della dimensione normale. Successivamente, i cromosomi si allineano attraverso il centro della cellula e ogni cromosoma si divide a metà, con una metà che si sposta a ciascuna estremità della cellula. Infine, una nuova membrana si forma attraverso il centro della cellula, creando due nuove cellule, ciascuna contenente 46 nuovi cromosomi. In assenza di cambiamenti spontanei del DNA, chiamati mutazioni, la mitosi produce due nuove cellule identiche alla cellula madre.
Meiosi: diversità genetica
In tutte le tue cellule, un membro di ciascuna delle 23 coppie di cromosomi proveniva da tuo padre e uno da tua madre. Quando un uovo o uno spermatozoo in via di sviluppo inizia la meiosi, raddoppia la dimensione di ciascuno dei suoi cromosomi creando nuovo DNA. Quindi, a differenza della mitosi in cui i cromosomi si dividono, nella meiosi un membro di ciascuna coppia di cromosomi si sposta a ciascuna estremità della cellula, che quindi si divide in due nuove cellule. Chiamata prima divisione meiotica, le nuove cellule hanno solo 23 cromosomi. Sono anche geneticamente diversi dalla cellula madre. Ad esempio, poiché le coppie si ordinano casualmente, una cellula potrebbe avere un gene per il colore degli occhi di tuo padre ma un gene per il colore dei capelli di tua madre.
Per completare la meiosi, la seconda divisione meiotica avviene in queste nuove cellule, quando ogni cromosoma si divide a metà, proprio come nella mitosi. Quindi, dopo due divisioni meiotiche, ciascuna cellula madre produce quattro nuove cellule, ciascuna con 23 cromosomi ma la metà della normale quantità di DNA. Quando avviene la fecondazione, uno spermatozoo maschile e un ovulo femminile si fondono, producendo un embrione con 46 cromosomi e l'intera quantità di DNA.
Poiché i geni sui cromosomi vengono mescolati come le carte di un mazzo durante la prima divisione meiotica, la meiosi produce cellule geneticamente diverse dalla cellula madre. Un processo molto speciale si verifica in qualsiasi organismo che utilizza la riproduzione sessuale, inclusi animali, umani e persino alcune piante.