Fine settembre 2026: in seconda al liceo linguistico, Scienze naturali (le due ore settimanali in cui chimica e biologia viaggiano insieme) sta chiudendo il capitolo sulla cellula e si prepara ad aprire quello sulla divisione cellulare, che tipicamente parte fra novembre e dicembre. La verifica cade di solito a dicembre: da adesso mancano circa nove-dieci settimane, il tempo giusto per costruire il metodo prima che mitosi e meiosi si sovrappongano nella tua testa, cosa che succede a quasi tutti. Lo stesso identico argomento, con lo stesso identico rischio di confusione, arriva in seconda anche al liceo scientifico e negli istituti tecnici: se sei arrivato qui da un altro indirizzo, tutto quello che segue vale comunque.
Se sulla cellula — struttura, organuli, membrana — hai ancora dei buchi, quello è un capitolo diverso e precedente: ne ho scritto in biomolecole e cellula in seconda. Qui do per buona la cellula e vado dritto al punto che frega la maggior parte della classe in verifica: come si divide, e perché esistono due modi diversi di farlo.
Cromosoma, cromatidio, cromatina: tre parole che si confondono
Prima delle fasi, serve fissare tre termini che nei compiti si scambiano in continuazione.
- Cromatina: è il DNA della cellula quando non si sta dividendo, spalmato nel nucleo in una forma poco compatta e non visibile come struttura distinta al microscopio ottico.
- Cromosoma: quando la cellula sta per dividersi, la cromatina si condensa e diventa visibile come struttura compatta — è la stessa informazione genetica, solo impacchettata diversamente.
- Cromatidio: un cromosoma, dopo essere stato duplicato, è fatto di due copie identiche attaccate per un punto chiamato centromero. Ognuna delle due copie si chiama cromatidio (o “cromatidio fratello”). Finché sono attaccati, quella struttura a X conta come un solo cromosoma con due cromatidi, non come due cromosomi.
Questo terzo punto è la fonte più comune di errore in verifica, e ci torno più avanti con un esercizio dedicato.
Il ciclo cellulare: dove si inserisce la divisione
La vita di una cellula si divide in due grandi momenti: l’interfase, in cui la cellula cresce e si prepara, e la fase M, in cui si divide davvero. L’interfase ha tre sotto-fasi:
- G1: la cellula cresce e svolge le sue funzioni normali. I cromosomi sono ancora singoli (un cromatidio ciascuno).
- S: la cellula duplica il DNA. Ogni cromosoma diventa una struttura a due cromatidi identici.
- G2: la cellula continua a crescere e si prepara alla divisione, con i cromosomi già duplicati.
Solo dopo G2 comincia la fase M, che nella cellula somatica è la mitosi e nelle cellule che producono gameti è la meiosi.
La ploidia: 2n e n
Ogni specie ha un numero caratteristico di cromosomi, organizzati in coppie di omologhi: due cromosomi che portano gli stessi geni (uno di origine materna, uno paterna), ma non necessariamente le stesse versioni di quei geni. Una cellula con le coppie complete si dice diploide, indicata 2n; una cellula con una sola copia per coppia, quindi metà dei cromosomi, si dice aploide, indicata n. Nell’uomo 2n = 46 (23 coppie), n = 23. Le cellule del corpo (somatiche) sono diploidi; solo i gameti (ovuli e spermatozoi) sono aploidi.
Le fasi della mitosi
La mitosi produce due cellule figlie identiche tra loro e alla cellula madre, entrambe diploidi (2n): serve per crescita, riparazione dei tessuti e riproduzione asessuata negli organismi che la usano.
- Profase: i cromosomi (già duplicati in S) si condensano e diventano visibili; il nucleo si dissolve; si forma il fuso mitotico.
- Metafase: i cromosomi, ciascuno con due cromatidi, si allineano sul piano equatoriale della cellula.
- Anafase: i cromatidi fratelli si separano e migrano verso i due poli opposti. Da questo momento ogni cromatidio è un cromosoma a sé, perché non è più attaccato a una copia gemella.
- Telofase e citodieresi: ai due poli si riformano i nuclei, e la cellula si divide fisicamente in due cellule figlie, ciascuna con lo stesso corredo diploide della cellula madre.
La meiosi: due divisioni, non una
La meiosi produce i gameti (ovuli e spermatozoi) e ha uno scopo diverso dalla mitosi: dimezzare il numero di cromosomi (da 2n a n), così che l’unione di due gameti alla fecondazione ricostituisca il numero diploide corretto. Per farlo servono due divisioni successive, precedute da una sola duplicazione del DNA.
Meiosi I — divisione riduzionale
È la divisione che dimezza davvero il numero di cromosomi, e ha un passaggio che la mitosi non ha:
- Profase I: i cromosomi omologhi (uno materno, uno paterno) si appaiano punto per punto, formando strutture chiamate tetradi (4 cromatidi affiancati, 2 per ciascun omologo). In questo momento avviene il crossing-over: segmenti di DNA vengono scambiati fra cromatidi non fratelli di omologhi appaiati, mescolando le combinazioni geniche materne e paterne sullo stesso cromosoma.
- Metafase I: le coppie di omologhi (non i singoli cromosomi) si allineano sul piano equatoriale.
- Anafase I: gli omologhi si separano l’uno dall’altro e migrano ai poli opposti — ma i due cromatidi di ciascun cromosoma restano ancora uniti. È qui che il numero di cromosomi si dimezza.
- Telofase I: si formano due cellule, ciascuna aploide (n cromosomi), ma ogni cromosoma è ancora fatto di due cromatidi.
Meiosi II — divisione equazionale
Questa seconda divisione assomiglia a una mitosi normale, solo che parte da una cellula già aploide:
- Profase II, Metafase II: i cromosomi (ancora a due cromatidi) si allineano.
- Anafase II: i cromatidi fratelli si separano, esattamente come in anafase della mitosi.
- Telofase II e citodieresi: si ottengono, in totale dalle due divisioni, quattro cellule figlie aploidi, geneticamente diverse fra loro.
Mitosi e meiosi a confronto
| Mitosi | Meiosi | |
|---|---|---|
| Numero di divisioni | 1 | 2 (meiosi I e II) |
| Cellule figlie | 2 | 4 |
| Corredo cromosomico | Diploide (2n → 2n) | Aploide (2n → n) |
| Somiglianza genetica alla cellula madre | Identiche | Diverse (crossing-over + assortimento indipendente) |
| Appaiamento degli omologhi | Non avviene | Avviene in profase I |
| Crossing-over | Non avviene (normalmente) | Avviene in profase I |
| Funzione | Crescita, riparazione, riproduzione asessuata | Formazione dei gameti |
Perché la meiosi crea variabilità genetica
Due meccanismi, entrambi in meiosi I, spiegano perché i gameti prodotti da uno stesso individuo non sono mai identici tra loro.
Il primo è il crossing-over, già descritto: scambia pezzi di DNA fra cromatidi omologhi, quindi ogni cromosoma che finisce in un gamete è un mosaico fra il cromosoma materno e quello paterno originali, non una copia integra dell’uno o dell’altro.
Il secondo è l’assortimento indipendente: in metafase I, per ogni coppia di omologhi, quale dei due finisca in un polo o nell’altro è casuale e indipendente dalle altre coppie. Con coppie di omologhi, il numero di combinazioni cromosomiche diverse ottenibili nei gameti è
Nell’uomo, con coppie di omologhi, questo dà combinazioni possibili solo per assortimento indipendente — prima ancora di contare il crossing-over, che moltiplica ulteriormente la variabilità. È il motivo per cui, a parte i gemelli identici, due fratelli non hanno mai lo stesso corredo cromosomico.
Errori tipici da evitare in verifica
| Errore tipico | Perché è sbagliato |
|---|---|
| Contare i cromatidi come se fossero cromosomi separati | Finché sono uniti dal centromero, due cromatidi fratelli formano un solo cromosoma |
| Dire che la meiosi II dimezza ulteriormente il numero di cromosomi | Falso: il dimezzamento avviene solo in meiosi I (anafase I). La meiosi II separa cromatidi fratelli, non cambia il numero di cromosomi (n → n) |
| Confondere “omologhi” con “cromatidi fratelli” | Gli omologhi sono due cromosomi diversi (uno materno, uno paterno) che si appaiano solo in meiosi; i cromatidi fratelli sono due copie identiche dello stesso cromosoma, generate dalla duplicazione in fase S |
| Pensare che il crossing-over avvenga anche in mitosi | Nella mitosi non c’è appaiamento di omologhi, quindi non c’è crossing-over: le cellule figlie sono identiche alla madre |
| Dimenticare che la meiosi produce quattro cellule, non due | Sono due divisioni in sequenza: meiosi I dà 2 cellule, ciascuna delle quali si divide di nuovo in meiosi II, per un totale di 4 |
Tre esercizi svolti
1. Conteggio cromosomi e cromatidi in mitosi (2n = 8)
Una cellula ha 2n = 8. Quanti cromosomi e quanti cromatidi ha in G1, in G2 e in anafase della mitosi?
- G1: il DNA non è ancora duplicato. 8 cromosomi, ciascuno con 1 cromatidio → 8 cromatidi totali.
- G2 (dopo la fase S): il DNA è stato duplicato. Restano 8 cromosomi (il numero di cromosomi non cambia duplicando il DNA), ma ognuno ha ora 2 cromatidi → 16 cromatidi totali.
- Anafase della mitosi: i cromatidi fratelli si separano e ognuno diventa un cromosoma indipendente. Nella cellula (prima ancora che si divida in due) ci sono ora 16 cromosomi, ciascuno con 1 cromatidio → 16 cromatidi totali. Dopo la citodieresi, ciascuna delle due cellule figlie torna ad avere 8 cromosomi a 1 cromatidio — lo stesso stato di partenza (G1).
2. Combinazioni gametiche per assortimento indipendente (2n = 6)
Un organismo ha 2n = 6, quindi n = 3 coppie di omologhi. Quante combinazioni cromosomiche diverse può produrre nei gameti, considerando solo l’assortimento indipendente?
Ogni coppia di omologhi si separa indipendentemente dalle altre, e per ciascuna coppia il gamete riceve uno dei due omologhi: 2 possibilità per ciascuna delle 3 coppie, quindi
8 combinazioni cromosomiche diverse sono possibili nei gameti di questo organismo, senza nemmeno contare il crossing-over.
3. Riconoscere la fase da una descrizione
“Nella cellula si osservano i cromosomi omologhi appaiati in coppie, con scambio di segmenti fra cromatidi non fratelli.” Di quale fase si tratta?
È la profase I della meiosi. Due indizi la identificano senza ambiguità: l’appaiamento degli omologhi (che avviene solo in meiosi, mai in mitosi) e lo scambio di segmenti fra cromatidi, cioè il crossing-over, che è specifico di questo momento del ciclo.
“I cromatidi fratelli si separano e migrano verso i poli opposti, senza che gli omologhi siano appaiati.” Di quale fase si tratta, e come lo capisci?
Può essere l’anafase della mitosi oppure l’anafase II della meiosi: in entrambe si separano cromatidi fratelli (non omologhi) e ogni cromatidio diventa un cromosoma a sé, quindi il conteggio dei cromosomi nella cellula raddoppia per un momento, come nell’esercizio 1 — il dimezzamento vero avviene solo in anafase I, dove si separano gli omologhi. Per distinguere le due serve sapere se la cellula di partenza era diploide (allora è mitosi) o già aploide, in quanto prodotto di una meiosi I precedente (allora è meiosi II).
Cosa non trovi (ancora) sul sito, e dove guardare
Su questo argomento non abbiamo un simulatore dedicato: le simulazioni di verifica per il liceo che trovi sul sito coprono per ora solo matematica e fisica, non biologia. Per il resto del programma di scienze del linguistico, e per impostare bene questo capitolo prima di dicembre, trovi il quadro nella pagina di ripetizioni di scienze; se vuoi una mano, la chiamata conoscitiva è gratuita e dura mezz’ora.