PROMETAFAZĖ: SERGANT MITOZĖ IR MEJOZĖ - BIOLOGIJA - 2025

Prometaphase yra ląstelių dalijimosi proceso etapas, tarpinis tarp Profazė ir metafazėje. Jis pasižymi dalijamųjų chromosomų sąveika su mikrotubuliais, kurie yra atsakingi už jų atskyrimą. Prometafazė pasireiškia tiek mitozėje, tiek mejozėje, tačiau turi skirtingas savybes.

Aiškus visų ląstelių dalijimosi tikslas yra pagaminti daugiau ląstelių. Norėdami tai pasiekti, ląstelė iš pradžių turi dubliuoti savo DNR kiekį; tai yra, pakartokite tai. Be to, ląstelė turi atskirti šias chromosomas taip, kad ji atitiktų konkretų kiekvieno citoplazmos padalijimo tikslą.

Mitozės prometafazė. Paimta iš wikimedia.org

Esant mitozei, tas pats chromosomų skaičius iš motinos ląstelių dukterinėse ląstelėse. I mejozės metu - homologinių chromosomų atskyrimas. II mejozės metu seserų chromatidžių atskyrimas. Tai yra, proceso pabaigoje gaukite keturis tikėtinus mejozės produktus.

Ląstelė valdo šį sudėtingą mechanizmą naudodama specializuotus komponentus, pavyzdžiui, mikrotubules. Juos centrosoma organizuoja daugumoje eukariotų. Kituose, atvirkščiai, tokiuose kaip aukštesnieji augalai, priešingai, veikia kitas mikrotubulų organizacinis centras.

Mikrotubulės

Mikrotubulės yra linijiniai baltymo tubulino polimerai. Jie dalyvauja beveik visuose ląsteliniuose procesuose, kurių metu keičiama tam tikra vidinė struktūra. Jie yra neatsiejama citoskeleto, žievės ir žiogelio dalis.

Augalų ląstelės taip pat vaidina svarbų vaidmenį vidinėje struktūroje. Šiose ląstelėse mikrotubulėliai sudaro tam tikrą gobeleną, pritvirtintą prie plazmos membranos vidinės pusės.

Ši struktūra, kontroliuojanti augalų ląstelių dalijimąsi, yra žinoma kaip žievės mikrotubulų organizacija. Pvz., Mitozinio dalijimosi metu jie suyra į centrinį žiedą, kuris bus būsima centrinės plokštės vieta, plokštumoje, kurioje ląstelė pasiskirstys.

Mikrotubules sudaro alfa-tubulinas ir beta-tubulinas. Šie du subvienetai sudaro heterodimerį, kuris yra pagrindinis tubulino gijų struktūrinis vienetas. Dimerų polimerizacija lemia 13 protofilių susidarymą šoninėje organizacijoje, dėl kurių susidaro tuščiaviduris cilindras.

Mikrotubulės. Paimta iš „commons.wikimedia.org“

Šios struktūros tuščiaviduriai cilindrai yra mikrotubuliai, kurie pagal savo sudėtį pasižymi poliškumu. T. y., Vienas galas gali išaugti pridedant heterodimerus, o kitas galas gali būti atimtas. Pastaruoju atveju mikrotubulys, užuot prailginęs ta kryptimi, susitraukia.

Mikrotubulėliai susiformuoja (ty pradeda polimerizuotis) ir susitvarko į mikrotubulius organizuojančius centrus (COM). Gyvūnų ląstelėse dalijimosi metu COM yra susijusios su centrosomomis.

Aukštesniuose augaluose, kuriuose nėra centrosomų, COM yra analogiškose vietose, bet sudarytas iš kitų komponentų. Avarijoje ir žandikauliuose COM yra pagrindinė variklio struktūra.

Chromosomos poslinkis ląstelių dalijimosi metu pasiekiamas per mikrotubules. Jie tarpininkauja fizinei chromosomų centromerų ir KOM sąveikai.

Atliekant tikslines depolimerizacijos reakcijas, metafazių chromosomos ilgainiui judės link dalijančių ląstelių polių.

Mitozinė prometafazė

Teisingas mitozinis chromosomų atskyrimas yra tas, kuris garantuoja, kad kiekviena dukterinė ląstelė gauna chromosomų komplektą, identišką motinos ląstelei.

„Silvia3“, iš „Wikimedia Commons“

Tai reiškia, kad ląstelė turi atskirti kiekvieną dubliuotų chromosomų porą į dvi atskiras atskiras chromosomas. T. y., Ji turi atskirti kiekvienos homologinės poros seserines chromatides nuo viso kamieninių ląstelių chromosomų komplemento.

Atvira mitozė

Atvirose mitozėse branduolinio apvalkalo nykimo procesas yra skiriamasis prometafazės bruožas. Tai leidžia išnykti vieninteliai kliūčiai tarp MOC ir chromosomų centromerų.

Iš MOC polimerizuojami ilgi mikrotubulų siūlai ir pailgėja link chromosomų. Radus centromerą, polimerizacija nutrūksta ir gaunama chromosoma, sujungta su COM.

Mitozėje chromosomos yra dvigubos. Todėl taip pat yra du centromerai, tačiau vis dar sujungti toje pačioje struktūroje. Tai reiškia, kad mikrotubulų polimerizacijos proceso pabaigoje turėsime du iš jų kiekvienoje dubliuotoje chromosomoje.

Vienas siūlas pritvirtins centromerą prie COM, o kitas - prie seserinės chromatidės, pritvirtintos prie COM priešais pirmąjį.

Uždara mitozė

Uždaroje mitozėje procesas yra beveik identiškas ankstesniam, tačiau su dideliu skirtumu; branduolinis apvalkalas neišnyksta. Todėl COM yra vidinis ir yra susijęs su vidiniu branduolinio apvalkalu per branduolio sluoksnį.

Pusiau uždarose (arba pusiau atvirose) mitozėse branduolinis apvalkalas išnyksta tik dviejose priešingose ​​vietose, kur mitozinis COM yra už branduolio.

Tai reiškia, kad šiose mitozėse mikrotubulai prasiskverbia į branduolį, kad galėtų mobilizuoti chromosomas žingsniais po prometafazės.

Mejozinė prometafazė

Meiotinis pasidalijimas. Paimta iš es.wikipedia.org

Kadangi mejozė yra susijusi su keturių „n“ ląstelių gamyba iš vienos „2n“ ląstelės, citoplazma turi būti padalinta dviem dalimis. Pažvelkime į tai taip: I metafazės pabaigoje bus keturis kartus daugiau chromatidžių nei po mikroskopu matomų centromerų.

Po pirmojo padalijimo bus dvi ląstelės su dvigubai daugiau chromatidžių nei centromerų. Tik pasibaigus antrajam citoplazminiam padalijimui visi centromerai ir chromatidai taps individualūs. Bus tiek centromerų, kiek yra chromosomų.

Kohesinas yra pagrindinis baltymas, kuris lemia šią sudėtingą tarpchromatinų sąveiką, vykstančią mitozėje ir mejozėje. Bet mejozėje yra daugiau komplikacijų nei mitozėje. Todėl nenuostabu, kad mejozinis kohesinas skiriasi nuo mitozinio.

Košesinai leidžia susieti chromosomas jų mitozinio ir mejozinio kondensacijos proceso metu. Be to, jie leidžia ir reguliuoja seserų chromatidžių sąveiką abiejuose procesuose.

Bet mejozėje jie taip pat skatina tai, kas neatsitiks mitozėje: homologinį poravimąsi ir iš to kylančias sinapses. Šie baltymai kiekvienu atveju yra skirtingi. Galėtume sakyti, kad mejozė be ją išskiriančio kohinso neįmanoma.

I mejozė

Mechaniškai kalbant, centromero ir COM sąveika yra vienoda visose ląstelėse. Tačiau I meiosio I prometafazėje ląstelė neatskirs seserinės chromatidės, kaip tai daro mitozė.

Priešingai, mejozinis tetradas turi keturis chromatidus akivaizdžiame dvigubame centromerų rinkinyje. Šioje struktūroje yra kažkas, ko nėra mitozėje: chiasmata.

Chiasmai, kurie yra fizinės homologinių chromosomų jungtys, išskiria centromerus, kurie turi būti atskirti: homologinių chromosomų.

Taigi I prometafazėje tarp homologų centromerų ir COM susidaro jungtys priešinguose ląstelės poliuose.

II mejozė

Ši II prometafazė yra labiau panaši į mitozinę prometafazę nei į meiotinę prometafalę I. Tokiu atveju KOM „paleidžia“ mikrotubulus dubliuotuose seserų chromatidžių centrometruose.

Taigi, bus pagamintos dvi ląstelės su atskiromis chromosomomis - vieno chromatido produktas iš kiekvienos poros. Todėl bus gaminamos ląstelės, turinčios rūšies haploidinį chromosominį komplementą.

Nuorodos

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6-asis leidimas). „WW Norton & Company“, Niujorkas, NY, JAV.
2. Goodenough, UW (1984) genetika. „WB Saunders Co. Ltd“, Filadelfija, PA, JAV.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Įvadas į genetinę analizę (11-asis leidimas). Niujorkas: WH Freeman, Niujorkas, NY, JAV.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Kohesino kompleksas žinduolių mejozėje. Genai į ląsteles, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, SW, Moores, CA (2018) Mikrodalelių struktūra pagal krio-EM: dinaminio nestabilumo momentiniai vaizdai. Esė biochemijoje, 62: 737-751.