Meiosisis un tipo di divisione cellulare che riduce il numero di cromosomi nella cellula madre della metà e produce quattro cellule gamete. Questo processo è necessario per produrre cellule uovo e sperma per la riproduzione sessuale. Durante la riproduzione, quando lo sperma e l’uovo si uniscono per formare una singola cellula, il numero di cromosomi viene ripristinato nella prole.
La meiosi inizia con una cellula madre che è diploide, cioè ha due copie di ogni cromosoma. La cellula madre subisce un ciclo di replicazione del DNA seguito da due cicli separati di divisione nucleare. Il processo risulta in quattro cellule figlie che sono aploidi, il che significa che contengono la metà del numero di cromosomi della cellula madre diploide.
La meiosi ha sia somiglianze che differenze con la mitosi, che è un processo di divisione cellulare in cui una cellula madre produce due cellule figlie identiche. La meiosi inizia dopo un giro di replicazione del DNA nelle cellule degli organi maschili o femminili. Il processo è diviso in meiosi I e meiosi II, ed entrambe le divisioni meiotiche hanno fasi multiple. La meiosi I è un tipo di divisione cellulare unica per le cellule germinali, mentre la meiosi II è simile alla mitosi.
La meiosi I, la prima divisione meiotica, inizia con la profase I. Durante la profase I, il complesso di DNA e proteine noto come cromatina si condensa per formare i cromosomi. Le coppie di cromosomi replicati sono note come cromatidi fratelli, e rimangono uniti in un punto centrale chiamato centromero. Una grande struttura chiamata fuso meiotico si forma anche da lunghe proteine chiamate microtubuli su ogni lato, o polo, della cellula. Tra la profase I e la metafase I, le coppie di cromosomi omologhi formano delle tetradi. All’interno della tetrade, ogni coppia di cromatidi può sovrapporsi e fondersi in un processo chiamato crossing-over o ricombinazione. La ricombinazione è un processo che rompe, ricombina e riunisce sezioni di DNA per produrre nuove combinazioni di geni. Nella metafase I, le coppie omologhe di cromosomi si allineano su entrambi i lati della placca equatoriale. Poi, nell’anafase I, le fibre del fuso si contraggono e tirano le coppie omologhe, ciascuna con due cromatidi, l’una dall’altra e verso ciascun polo della cellula. Durante l’anelofase I, i cromosomi sono racchiusi nei nuclei. La cellula ora subisce un processo chiamato citochinesi che divide il citoplasma della cellula originale in due cellule figlie. Ogni cellula figlia è aploide e ha solo una serie di cromosomi, o la metà del numero totale di cromosomi della cellula originale.
La meiosi II è una divisione mitotica di ciascuna delle cellule aploidi prodotte nella meiosi I. Durante la profase II, i cromosomi si condensano e si forma una nuova serie di fibre del fuso. I cromosomi iniziano a muoversi verso l’equatore della cellula. Durante la metafase II, i centromeri dei cromatidi appaiati si allineano lungo la piastra equatoriale in entrambe le cellule. Poi nell’anafase II, i cromosomi si separano ai centromeri. Le fibre del fuso tirano i cromosomi separati verso ciascun polo della cellula. Infine, durante la telofase II, i cromosomi sono chiusi in membrane nucleari. Segue la citochinesi, che divide il citoplasma delle due cellule. Alla conclusione della meiosi, ci sono quattro cellule figlie aploidi che continuano a svilupparsi in spermatozoi o cellule uovo.