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Conseguenze genetiche della meiosi

Gli esseri umani e gli altri organismi multicellulari complessi si riproducono sessualmente perché questo assicura la variazione genetica nella popolazione. Producendo i gameti attraverso la meiosi piuttosto che la mitosi, la progenie eredita il numero corretto di cromosomi una volta che lo sperma e la cellula uovo si fondono durante la fecondazione. Questo assicura anche che ogni gamete sia unico.

Ogni gamete è geneticamente unico a causa dell'assortimento casuale di omologhi paterni e materni e a causa della ricombinazione di segmenti di cromosomi materni e paterni - con i loro set di geni - che avviene durante il crossing-over (Figura 1).

Sono mostrate quattro possibili disposizioni dei cromosomi con il set di due cromosomi. La prima opzione mostra la metafase uno e due che produce quattro gameti, due dei quali hanno due cromosomi paterni, chiamati disposizione dei geni 1, e gli altri due hanno due cromosomi materni, chiamati disposizione dei geni 2. La seconda opzione mostra la metafase uno e due risultante in quattro gameti, dove due hanno il primo cromosoma materno e il secondo paterno, chiamato disposizione dei geni 3, e altri due hanno il primo cromosoma paterno e il secondo materno, chiamato disposizione dei geni 4.

Figura 1 Immagine di esempio di due cromosomi (n=2) che vengono riarrangiati in modo indipendente nella metafase I. In questo caso, ci sono due possibili disposizioni: i cromosomi paterni e materni potrebbero separarsi indipendentemente come mostrato nel pannello superiore, o potrebbero mescolarsi come mostrato nel pannello inferiore. Questo significa in definitiva che ci sono quattro possibili disposizioni. È facile immaginare quante possibilità ci siano con 23 cromosomi (n=23).

Per dimostrare la casualità e l'assortimento indipendente nella metafase I, possiamo considerare una cella con n = 2. In questo caso, ci sono due possibili disposizioni sul piano equatoriale nella metafase I, come mostrato nella cellula superiore di ogni pannello. Questi due possibili orientamenti portano alla produzione di gameti geneticamente diversi. All'aumentare dei cromosomi, il numero delle possibili disposizioni aumenta in modo significativo.