Quanti cromosomi sono presenti durante la profase

Un argomento di biologia che molti studenti trovano impegnativo è il numero di cromosomi e cromatidi presenti durante le varie fasi della meiosi e della mitosi negli eucarioti. Per chiarire prima questo argomento, è innanzitutto essenziale comprendere alcune definizioni di base.

La cromatina è l'impacchettamento generale del DNA attorno alle proteine istoniche: questa disposizione del DNA aiuta a condensare il DNA per adattarlo al nucleo della cellula. Durante la maggior parte del ciclo cellulare, il DNA è impacchettato sotto forma di cromatina. Tuttavia, durante la mitosi e la meiosi, la cromatina esiste in un ulteriore livello di organizzazione noto come cromosoma . I cromosomi sono un impacchettamento ancora più denso di cromatina visibile con un microscopio ottico, in particolare durante la metafase. I cromosomi possono esistere in stati duplicati o non duplicati. All'inizio del La mitosi, ad esempio, è costituita da due cromatidi fratelli: cromatidi sono il termine usato per descrivere il cromosoma nel suo stato duplicato. Proviamo a legare insieme tutte queste informazioni e vediamo come si applicano alla conta dei cromosomi e dei cromatidi durante le varie fasi della replicazione cellulare.

In primo luogo, durante la fase S dell'interfase, il materiale genetico di una cellula viene duplicato. Un essere umano ha 46 cromosomi (un set di 23 che erediti da tua madre e un set di 23 da tuo padre). Dopo che il materiale genetico è stato duplicato e condensato durante la profase della mitosi, ci sono ancora solo 46 cromosomi , tuttavia, esistono in una struttura che assomiglia a una forma a X:

per chiarezza, un cromatide fratello è mostrato in verde e l'altro in blu. Questi cromatidi sono geneticamente identici. Tuttavia, sono ancora attaccati al centromero e non sono ancora considerati cromosomi separati. Quindi, l'immagine sopra rappresenta un cromosoma, ma due cromatidi . Durante la profase e la metafase della mitosi, ogni cromosoma esiste nello stato sopra descritto. Per gli esseri umani, questo significa che durante la profase e la metafase della mitosi, un essere umano avrà 46 cromosomi, ma 92 cromatidi (di nuovo, ricordate che ci sono 92 cromatidi perché i 46 cromosomi originali sono stati duplicati durante la fase S dell'interfase). È utile vedere questo visualizzato (per semplicità visiva, verrà dimostrata una disposizione dei cromosomi 2n=8, piuttosto che la disposizione dei cromosomi 2n=46 negli esseri umani):

Come mostra l'immagine sopra, ci sono 8 cromosomi presenti, ma 16 cromatidi. Allo stesso modo, nell'uomo (2n=46), ci sono 46 cromosomi presenti durante la metafase, ma 92 cromatidi.

È solo quando i cromatidi fratelli si separano: un passo segnalando che l'anafase è iniziata – che ogni cromatide è considerato un cromosoma separato e individuale. Nella foto sotto, vediamo come la cellula 2n=8 dall'alto è passata dall'avere 8 cromosomi a 16 cromosomi:

Ora che i cromatidi fratelli si sono separati, ogni cromatide è anche considerato un cromosoma. Durante l'anafase, ora abbiamo un totale di 16 cromosomi e 16 cromatidi – in breve, ogni cromatide è ora un cromosoma. Allo stesso modo, nell'uomo, ci sono 92 cromosomi presenti e 92 cromatidi durante l'anafase. Questi numeri rimangono gli stessi durante la telofase. È solo dopo la fine della mitosi – quando le cellule in divisione si sono completamente separate e le membrane si sono riformate – che il normale numero di cromosomi viene ripristinato nella cellula. Di seguito è riportata una tabella che riassume il numero di cromosomi e cromatidi durante la mitosi nell'uomo:

La conta dei cromosomi e dei cromatidi durante la meiosi funziona in modo leggermente diverso. Ricordiamo che ci sono due divisioni durante la meiosi: meiosi I e meiosi II. Il materiale genetico della cellula viene duplicato durante la fase S dell'interfase, proprio come è avvenuto con la mitosi, risultando in 46 cromosomi e 92 cromatidi durante la Profase I e la Metafase I. Tuttavia, questi cromosomi non sono disposti nello stesso modo in cui erano durante la mitosi. Piuttosto che ogni cromosoma si allinea individualmente attraverso il centro della cellula, coppie omologhe di cromosomi si allineano insieme (formando tetradi , note anche come bivalenti ):

Per coerenza visiva, diamo un'occhiata all'ipotetica cellula 2n=8 di prima durante la metafase I. Qui, le coppie cromosomiche omologhe sono state codificate a colori:

Quando inizia l'anafase I, ci si può aspettare che il numero cromosomico sia cambia, ma non cambia. Ricorda: è solo dopo che i cromatidi fratelli si separano che il numero cromosomico cambia. Poiché l'anafase I separa solo i cromosomi omologhi, né il numero cromosomico né il numero cromatidico cambiano durante l'anafase. Come

puoi vedere, la separazione dei cromosomi omologhi non cambia il numero cromosomico o il numero cromatidico. Ci sono ancora 8 cromosomi e 16 cromatidi. Infatti, fino al completamento della meiosi I, il numero di cromosomi e cromatidi rimane lo stesso in tutte le fasi. Allo stesso modo, in un essere umano, non vediamo un cambiamento nel numero di cromosomi o cromatidi fino alla fine della meiosi I (quando la divisione della cellula in due risulta in metà del cromosoma e della conta dei cromatidi). Di seguito è riportata una tabella che riassume il numero di cromosomi e cromatidi durante la meiosi I nell'uomo:

La seconda divisione della meiosi (meiosi II) sembra simile alla mitosi, con l'unica differenza che ora ci sono la metà dei cromosomi di prima. Continuando con l'esempio della cellula 2n=8 dall'alto, osserveremo una cellula durante la metafase II:

Durante la metafase II, i cromosomi sono allineati individualmente al centro della cellula. A causa della divisione per riduzione della meiosi I, ora ci sono la metà dei cromosomi (e dei cromatidi) rispetto a prima. Quando inizia l'anafase II, tuttavia, i cromatidi fratelli si dividono, il che raddoppia ancora una volta il numero di cromosomi:

Di seguito è riportata una tabella che riassume il numero di cromosomi e cromatidi durante la meiosi II negli esseri umani:

Un consiglio rapido: si noti che durante le fasi di meiosi e mitosi, la conta dei cromatidi non cambia mai. Cambia solo il numero di cromosomi (di durante l'anafase quando i cromatidi fratelli vengono separati. Durante la meiosi I, né il numero cromosomico né il numero cromatidico cambiano fino a quando la telofase I non è completa.

Grafico riassuntivo completo: