Che cos'è una metafase?
La metafase è una delle fasi della mitosi e della meiosi, che sono i due tipi di divisione cellulare. Durante la mitosi, vengono prodotte cellule geneticamente identiche al genitore o ai cloni. È usato per la riproduzione asessuata, la crescita di organismi multicellulari e per riparare e sostituire i tessuti danneggiati. La meiosi è la divisione cellulare che viene utilizzata per produrre cellule per la riproduzione sessuale. La mitosi si verifica in tutte le cellule, mentre la meiosi si verifica solo negli organi sessuali di un organismo, ad esempio i testicoli e le ovaie dei mammiferi o le ovaie e le antere delle piante da fiore.
Sia la mitosi che la meiosi sono processi continui, ma sono descritti ciascuno come una serie di stadi. Durante la mitosi, ci sono quattro fasi: prophase, metaphase, anaphase e telophase, che si verificano in quell'ordine. La meiosi ha due divisioni, la meiosi I e la meiosi II, ciascuna composta dalle stesse quattro fasi della mitosi. C'è un ulteriore stadio per entrambi i processi chiamato interfase. L'interfase si verifica prima delle fasi di divisione ed è quando le cellule crescono e si preparano a dividersi replicando il loro DNA.
Tutte le cellule hanno un ciclo cellulare che inizia quando sono state prodotte attraverso la divisione cellulare e termina quando si dividono per produrre cellule identiche. La mitosi è il periodo di divisione cellulare e il resto del ciclo cellulare è interfase. L'interfase è comunemente indicata come fase di riposo, ma è un momento di molta attività cellulare. Durante questa fase, la cellula cresce e produce organelli e proteine. Il DNA nel nucleo viene replicato in preparazione alla mitosi e continua a crescere e a produrre organelli duplicati.
Durante la fase, i cromosomi nel nucleo diventano più corti e spessi, si condensano e diventano visibili. Ogni cromosoma sembra avere due cromatidi che sono uniti da un centromero. I centrioli si formano e si spostano alle estremità opposte delle cellule dove si sviluppano i microtubuli per formare una struttura a forma di stella chiamata aster. Alcuni dei microtubuli, o fibre del fuso, attraversano la cella da un capo all'altro per formare il fuso. Infine, il nucleolo e la membrana nucleare si rompono in modo che i cromosomi galleggino liberamente nel citoplasma.
La fase successiva della divisione dopo la fase è la metafase. Durante questa fase, i cromosomi si allineano al centro della cellula. Ciascuno dei cromosomi è attaccato a una fibra del fuso al loro centromero. I cromatidi vengono quindi separati leggermente a causa della contrazione dei microtubuli. Anafase e poi telofase seguono dalla metafase.
Durante l'anafase, le fibre del fuso sono completamente contratte, quindi i cromatidi separati di ciascun cromosoma vengono tirati su entrambi i lati della cellula. Una volta che i cromatidi raggiungono i poli della cellula, intorno a loro si forma una nuova membrana nucleare, che indica l'inizio della telofase. Le fibre del fuso si rompono, i cromosomi si srotolano e si allungano, i nucleoli si riformano e, infine, la cellula si divide in due terminando la divisione mitotica.
La meiosi è simile alla mitosi, ma hanno luogo due divisioni. Implica la divisione dei cromosomi seguita da due divisioni del nucleo e della cellula. La meiosi I differisce dalla mitosi durante la fase, ma la meiosi II è una tipica divisione mitotica, come descritto sopra. Il risultato finale della meiosi sono quattro nuove cellule che hanno la metà delle informazioni genetiche della cellula madre.
La differenza chiave nella meiosi I si verifica durante la fase I quando le coppie cromosomiche si uniscono per formare un bivalente anziché ogni cromosoma che forma un cromatide. Durante la metafase I, i bivalenti si allineano casualmente lungo il centro della cellula da separare. Questo orientamento casuale porta ad una maggiore varietà genetica. Ogni cromosoma della coppia ha geni che determinano le stesse caratteristiche, ma non sono sempre lo stesso gene. La distribuzione casuale e il seguente assortimento indipendente di cromosomi crea nuove combinazioni genetiche nelle cellule.
I cromosomi vengono tirati verso le estremità opposte della cellula durante l'anafase I e una membrana nucleare si forma attorno a loro nella telofase I. Le due cellule risultanti ora hanno la metà del materiale genetico della cellula madre. La meiosi II segue lo stesso processo della mitosi, in cui i cromosomi formano una coppia di cromatidi uniti da un centromero. Si allineano lungo il centro della cella e vengono tirati dai loro centromeri verso le estremità opposte della cella. Una volta raggiunti i poli, la divisione cellulare si completa dando origine a quattro nuove cellule, ciascuna con metà del materiale genetico della cellula originale.