Differenza tra mitosi e meiosi
Qual è la differenza tra mitosi e meiosi?
Mitosi e meiosi sono due processi per certi versi analoghi, che comportano la divisione di una cellula in cellule figlie che ricevono in eredità del materiale genetico da parte della cellula madre.
Sebbene superficialmente simili, i due processi mostrano delle notevoli differenze, collegate al significato biologico di tali eventi: la mitosi, infatti, è un processo che porta alla clonazione cellulare, cioè alla produzione di due cellule identiche alla cellula progenitrice, rappresentando pertanto la forma più semplice di riproduzione asessuata.
La meiosi, invece, è parte di un meccanismo più complesso legato alla riproduzione sessuale e determina la produzione di cellule molto diverse da quelle progenitrici, che nella maggior parte dei casi svolgono il ruolo di gamete nella riproduzione sessuale.
Sia la mitosi che la meiosi attraversano delle fasi che prendono il medesimo nome:
ma tra i due processi insistono differenze importanti circa il numero di cicli che si svolgono, la durata delle singole fasi e i prodotti finali.
Schema delle differenze tra mitosi e meiosi.
Differenze tra mitosi e meiosi: divisioni cellulari
La mitosi è un processo che porta alla formazione di due cellule figlie attraverso la divisione di una cellula madre, mentre la meiosi ha come prodotto finale 4 cellule figlie a partire sempre da una singola progenitrice.
Le divisioni cellulari sono quindi in numero differente: durante la mitosi la cellula si divide una sola volta, mentre durante la meiosi avvengono due distinte divisioni cellulari, in occasione di ciascuna delle quali avviene una separazione di materiale genetico destinato ai nuclei delle cellule figlie.
Ogni divisione cellulare della meiosi è preceduta da tutte e quattro le fasi riportate in precedenza, che vengono quindi contraddistinte dal numero 1 se avvengono nel primo ciclo o dal numero 2 se avvengono nel secondo ciclo (ad es. Profase I e Profase II).
Tipi di cellule coinvolte nei due processi
Un'altra importante differenza tra mitosi e meiosi è la natura delle cellule coinvolte nel processo.
La mitosi infatti è un evento che coinvolge praticamente tutte le cellule somatiche esistenti ad eccezione di quelle destinate all'apoptosi, che vengono distrutte, e a quelle che hanno raggiunto il massimo grado di sviluppo nei tessuti iperspecializzati come le cellule muscolari e nervose. La mitosi quindi coinvolge cellule somatiche e origina altre cellule somatiche.
La meiosi è invece un processo esclusivo delle cellule germinali diploidi e da cui si originano le cellule germinali aploidi immature che maturando diventeranno gameti o spore.
Negli animali è un processo collegato alla riproduzione sessuale mentre nelle piante il cui ciclo di vita è di tipo aplodiplonte, la meiosi genera spore che daranno vita ad un intero organismo dal corredo cromosomico diploide definito gametofito.
Formazione della tetrade
La tetrade è una particolare struttura tipica della meiosi, determinata dall'appaiamento dei cromosomi omologhi in Profase 1. La formazione della tetrade è un fenomeno fondamentale perché possa avvenire un passaggio esclusivo della meiosi, ossia la ricombinazione genica.
Poiché nella mitosi non vi è alcuna ricombinazione genica ma il materiale genetico ereditato dalle cellule figlie è un copia identica di quello della madre, in questo processo la tetrade non ha ragione di formarsi.
Ricombinazione genica: una delle principali differenze tra mitosi e meiosi
La ricombinazione genica rappresenta una strategia per permettere alle generazione successive di possedere una combinazione di geni differente rispetto a quella precedente.
Sebbene piccole capacità di ricombinazione genica siano presenti anche nei batteri e nei protozoi, nei metazoi che attuano la riproduzione sessuata questo fenomeno è di gran lunga più rappresentativo.
La ricombinazione genica avviene durante la Profase 1 della meiosi, quando i cromosomi omologhi si appaiano.
In quella circostanza avviene il crossing over, che fa si che i cromatidi generati, che verranno distribuiti nelle cellule figlie, non siano esattamente identici ai cromatidi che la cellula madre ha ereditato dai propri genitori ma presentino un certo grado di ricombinazione, andando ad aumentare la diversità genetica delle popolazioni.
La Profase 1 presenta una notevole differenza tra mitosi e meiosi
La profase è la prima fase del processo di divisione cellulare, in cui si ha la condensazione della cromatina e la formazione dei cromosomi.
Nella mitosi è un fase breve in cui si formano i cromosomi, l'involucro nucleare si rompe e si formano le fibre del fuso.
Nella meiosi, invece, la profase 1, quella che cioè avviene nel primo ciclo, è molto lunga e complessa e attraversa ben 5 fasi:la spiralizzazione dei cromosomi avviene nel Leptotene, che si conclude con la formazione dei cromosomi condensati.
A questo punto si entra nella fase detta Zigotene, in cui i cromosomi omologhi si appaiano formando la struttura detta tetrade. La fase successiva, il Pachitene, consente il crossing over. Nel Diplotene i cromosomi omologhi si separano parzialmente, restando uniti nei chiasmi. Infine con la Diacinesi si ha la rottura dell'involucro nucleare.
Di fatto, le ragioni della grande differenza tra la profase mitotica e la profase 1 meiotica sono da ricercare nella necessità di realizzazione del crossing over, la cui importanza è stata già precedentemente definita.
Il prodotto finale della mitosi sono due cellule diploidi identiche alla cellula madre. La meiosi invece porta alla formazione di cellule aploidi il cui genoma è diverso in ciascuna di esse per effetto della ricombinazione genica.
Considerazioni finali sulle differenze tra mitosi e meiosi
Osservando l'intero processo, si può osservare come le principali differenze tra mitosi e meiosi interessino soprattutto la prima parte del processo meiotico.
La meiosi 2 infatti, è sostanzialmente identica alla mitosi, con la sola differenza di lavorare su di un corredo cromosomico aploide anziché diploide.
Le meiosi 1, invece, è la fase maggiormente caratterizzata. Il motivo risiede nella specificità di questo processo che deve svolgere due funzioni esclusive: la separazione dei cromosomi omologhi, che avviene in luogo della separazione dei cromatidi fratelli della mitosi (e della meiosi 2) e la ricombinazione genica che avviene durante il crossing over.
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