Prometaphase στη μίτωση και τη μείωση

Το prometaphase είναι ένα στάδιο της διαδικασίας κυτταρικής διαίρεσης, ενδιάμεσο μεταξύ προφανούς και μεταφανούς. Χαρακτηρίζεται από την αλληλεπίδραση των διαχωρισμένων χρωμοσωμάτων με μικροσωληνίσκους που θα τα διαχωρίσουν. Ο προμετάφας εμφανίζεται τόσο στη μίτωση όσο και στη μείοση, αλλά με διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Ο σαφής στόχος όλων των κυτταρικών διαιρέσεων είναι να παράγουν περισσότερα κύτταρα. Για να επιτευχθεί αυτό, το κύτταρο πρέπει αρχικά να αντιγράφει το περιεχόμενό του στο DNA. δηλαδή, να το αντιγράψετε. Επιπλέον, το κύτταρο πρέπει να διαχωρίζει αυτά τα χρωμοσώματα έτσι ώστε να εκπληρώνεται ο συγκεκριμένος σκοπός κάθε διαίρεσης του κυτταροπλάσματος.. 

Στην μίτωση, ο ίδιος αριθμός χρωμοσωμάτων του μητρικού κυττάρου στα θυγατρικά κύτταρα. Στη μεΐωση Ι, ο διαχωρισμός μεταξύ των ομόλογων χρωμοσωμάτων. Στη μεΐωση ΙΙ, ο διαχωρισμός μεταξύ αδελφών χρωματοειδών. Δηλαδή, στο τέλος της διαδικασίας, να αποκτήσετε τα τέσσερα αναμενόμενα μειοτικά προϊόντα.

Το κύτταρο διαχειρίζεται αυτόν τον πολύπλοκο μηχανισμό μέσω της χρήσης ειδικών συστατικών όπως μικροσωληνίσκων. Αυτά οργανώνονται από το κεντρόσωμα στους περισσότερους ευκαρυώτες. Σε άλλα, αντίθετα, όπως και τα ανώτερα φυτά, λειτουργεί άλλος τύπος κέντρου οργάνωσης μικροσωληνίσκων.

Ευρετήριο

• 1 Οι μικροσωληνίσκοι
• 2 Η μιτωτική προμεταφαίρεση
  • 2.1 Ανοικτή μίτωση
  • 2.2 Το Mitosis έκλεισε
• 3 Meteica prometaphase
  • 3.1 Μεΐωση Ι
  • 3.2 Μεΐωση II
• 4 Αναφορές

Οι μικροσωληνίσκοι

Οι μικροσωληνίσκοι είναι γραμμικά πολυμερή της πρωτεΐνης τουμπουλίνης. Παρεμβαίνουν σχεδόν σε όλες τις κυτταρικές διεργασίες που περιλαμβάνουν μετατόπιση κάποιας εσωτερικής δομής. Αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα του κυτταροσκελετού, των κροσσών και των μαστιγίων.

Στην περίπτωση των φυτικών κυττάρων παίζουν επίσης ρόλο στην εσωτερική δομική οργάνωση. Σε αυτά τα κύτταρα, οι μικροσωληνίσκοι σχηματίζουν ένα είδος γόνατος προσαρτημένο στην εσωτερική πλευρά της μεμβράνης πλάσματος.

Αυτή η δομή, η οποία ελέγχει τα τμήματα των φυτικών κυττάρων, είναι γνωστή ως η οργάνωση των φλοιωδών μικροσωληνίσκων. Την στιγμή της μιτωτικής διαίρεσης, για παράδειγμα, καταρρέουν σε έναν κεντρικό δακτύλιο που θα είναι η μελλοντική θέση της κεντρικής πλάκας, στο επίπεδο όπου θα διαχωριστεί το κύτταρο..

Οι μικροσωληνίσκοι αποτελούνται από άλφα-τουμπουλίνη και β-τουμπουλίνη. Αυτές οι δύο υπομονάδες σχηματίζουν ένα ετεροδιμερές, το οποίο είναι η βασική δομική μονάδα νηματίων τουμπουλίνης. Ο πολυμερισμός των διμερών οδηγεί στον σχηματισμό 13 πρωτόφυλλα σε μια πλευρική οργάνωση που δημιουργεί έναν κοίλο κύλινδρο.

Οι κοίλοι κύλινδροι αυτής της δομής είναι μικροσωληνίσκοι, οι οποίοι από τη δική τους σύνθεση παρουσιάζουν πολικότητα. Δηλαδή, το ένα άκρο μπορεί να αυξηθεί με την προσθήκη ετεροδιμερών, ενώ το άλλο άκρο μπορεί να αφαιρεθεί. Στην τελευταία αυτή περίπτωση, ο μικροσωληνίσκος, αντί να επιμηκύνεται προς αυτή την κατεύθυνση, συρρικνώνεται.

Οι μικροσωληνίσκοι πυρηνοποιούνται (δηλαδή, αρχίζουν να πολυμερίζονται) και οργανώνονται στην οργάνωση κέντρων μικροσωληναρίων (COM). Οι ΚΟΜ συνδέονται με κεντροσώματα κατά τη διάρκεια των διαιρέσεων σε ζωικά κύτταρα.

Σε ανώτερα φυτά, τα οποία δεν κεντροσωμάτια, η ΚΟΑ είναι παρούσα σε ανάλογες θέσεις, αλλά αποτελείται από συνιστώσες. Στα cilia και flagella, το COM βρίσκεται βασικά στη δομή του κινητήρα.

Η μετατόπιση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια των κυτταρικών διαιρέσεων επιτυγχάνεται μέσω μικροσωληναρίων. Αυτά μεσολαβούν στη φυσική αλληλεπίδραση μεταξύ των centromeres των χρωμοσωμάτων και του COM.

Με στοχευμένες αντιδράσεις αποπολυμερισμού, μεταφάση χρωμοσώματα τελικά θα κινηθούν προς τους πόλους των διαχωριστικών κυττάρων.

Η μιτωτική prometaphase

Ο σωστός μιτωτικός χρωμοσωμικός διαχωρισμός είναι αυτός που εγγυάται ότι κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ένα συμπλήρωμα χρωμοσωμάτων ταυτόσημο με αυτό του μητρικού κυττάρου.

Αυτό σημαίνει ότι το κύτταρο πρέπει να διαχωρίζει κάθε ζεύγος διπλών χρωμοσωμάτων σε δύο μεμονωμένα και ανεξάρτητα χρωμοσώματα. Δηλαδή, πρέπει να διαχωρίζει τα αδρωματικά χρωματοειδή κάθε ομόλογου ζεύγους ολόκληρου του συμπληρώματος των χρωμοσωμάτων του μητρικού κυττάρου.

Ανοικτή μίτωση

Στην ανοικτή μίτωση, η διαδικασία εξαφάνισης του πυρηνικού περιβλήματος είναι το σήμα κατατεθέν της προμεταφλάσης. Αυτό επιτρέπει να εξαφανιστεί το μόνο εμπόδιο μεταξύ του MOC και των centromeres των χρωμοσωμάτων..

Από το MOC, πολυμερισμένα μακριά νημάτια μικροσωληνίσκων που επιμηκύνουν προς τα χρωμοσώματα. Όταν βρεθεί ένα κεντρομερές, ο πολυμερισμός σταματά και αποκτάται ένα χρωμόσωμα συνδεδεμένο με ένα COM..

Στη μίτωση τα χρωμοσώματα είναι διπλά. Ως εκ τούτου, υπάρχουν επίσης δύο centromeres, αλλά ακόμα ενωμένοι στην ίδια δομή. Αυτό σημαίνει ότι στο τέλος της διαδικασίας πολυμερισμού των μικροσωληναρίων θα έχουμε δύο από αυτά ανά αναπαραγόμενο χρωμόσωμα.

Ένα νήμα θα συνδέσει ένα κεντρομερές με ένα COM, και ένα άλλο με το αδελφό χρωματιστό που συνδέεται με το COM απέναντι από το πρώτο.

Η μύτη έκλεισε

Σε κλειστές μιτώσεις, η διαδικασία είναι σχεδόν ίδια με την προηγούμενη, αλλά με μεγάλη διαφορά. ο πυρηνικός φάκελος δεν εξαφανίζεται. Επομένως, η COM είναι εσωτερική και συνδέεται με τον εσωτερικό πυρηνικό φάκελο μέσω των πυρηνικών ελασμάτων.

Σε ημι-κλειστή (ή ημι-ανοικτή) μίτωση, ο πυρηνικός φάκελος εξαφανίζεται μόνο στα δύο αντίθετα σημεία όπου υπάρχει μια μιτωτική COM εκτός του πυρήνα.

Αυτό σημαίνει ότι σε αυτές τις μιτωτική μικροσωληνίσκους διεισδύουν μέσα στον πυρήνα για την κινητοποίηση χρωμοσώματα στα μετέπειτα στάδια προμεταφασικά.

Η μειοτική προβεφτάση

Δεδομένου ότι η μείοσις περιλαμβάνει την παραγωγή τεσσάρων 'η' κυττάρων από ένα κύτταρο '2n', πρέπει να υπάρχουν δύο τμήματα του κυτταροπλάσματος. Ας το δούμε έτσι: Στο τέλος της μεταφάσης Ι θα υπάρχουν τέσσερις φορές περισσότερα χρωματοειδή από τα ορατόμετρα κάτω από το μικροσκόπιο.

Μετά την πρώτη κατηγορία, θα υπάρχουν δύο κυττάρων με διπλό χρωματίδες κεντρομεριδίου. Μόνο στο τέλος της δεύτερης κυτταρόπλασμα κεντρομεριδίων διαίρεση και χρωματίδες όλα να εξατομικεύεται. Θα υπάρχουν τόσα πολλά κεντρομερή όπως τα χρωμοσώματα.

Η βασική πρωτεΐνη για αυτές τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χρωμοσωμάτων που συμβαίνουν στην μίτωση και τη μείωση είναι η συνεσίνη. Αλλά υπάρχουν περισσότερες επιπλοκές στη μείωση παρά στη μίτωση. Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η μειοτική cohesin είναι διαφορετική από τη μιτωτική.

Cohesins επιτρέπουν την συνοχή των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της μιτωτικής και μειωτική συμπύκνωση διαδικασία. Επιπλέον, επιτρέπουν και ρυθμίζουν την αλληλεπίδραση μεταξύ αδελφών χρωματοειδών και στις δύο διαδικασίες.

Αλλά στη μεΐωση προωθούν επίσης κάτι που δεν συμβαίνει στη μίτωση: το ζευγάρωμα μεταξύ ομόλογων και τις συνακόλουθες συνάψεις. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι διαφορετικές σε κάθε περίπτωση. Θα μπορούσαμε να πούμε ότι η μεΐωση χωρίς μια συνεκτικότητα που την διακρίνει, δεν θα ήταν δυνατή.

Μεΐωση Ι

Από μηχανική άποψη, η αλληλεπίδραση centromere / COM είναι η ίδια σε κάθε κυτταρική διαίρεση. Εντούτοις, στην προμεταφή Ι της μεΐωσης Ι, το κύτταρο δεν θα διαχωρίσει τα αδελφά χρώματα όπως συμβαίνει στη μίτωση.

Αντίθετα, μειωτική τετράδα έχει τέσσερις χρωματιδών σε μια προφανή διπλό σύνολο κεντρομεριδίων. Σε αυτή τη δομή υπάρχει ένα άλλο πράγμα που δεν υπάρχει στη μίτωση: chiasmas.

Οι quiasmas, οι οποίες είναι φυσικές συνδέσεις μεταξύ των ομόλογων χρωμοσωμάτων, είναι αυτό που κάνει διάκριση η οποία κεντρομεριδίων να είναι διαχωρισμού είναι εκείνες των ομόλογων χρωμοσωμάτων.

Έτσι, στην προμεταφάση Ι, σχηματίζονται συνδέσεις μεταξύ των εκατομέτρων ομόλογων και του COM σε αντίθετους πόλους του κυττάρου.

Μεΐωση II

Αυτό προμεταφασικά II είναι περισσότερο σαν μιτωτική προμεταφασικά αυτή την μειωτική προμεταφασικά I. Στην περίπτωση αυτή, οι «λανσάρισμα» μικροσωληνίσκων COM διπλές κεντρομεριδίων της αδελφές χρωματίδες.

Έτσι, θα παράγονται δύο κύτταρα με μεμονωμένα προϊόντα χρωμοσωμάτων ενός χρωατιδίου κάθε ζεύγους. Επομένως, τα κύτταρα με το απλοειδές χρωμοσωμικό συμπλήρωμα θα δοθούν στο είδος.

Αναφορές

1. Alberts, Β, Johnson, Α D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, Μ, Roberts, Κ, Walter, Ρ (2014) Molecular Biology of the Cell (6η έκδοση). W. W. Norton & Company, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
2. Goodenough, U.W. (1984) Genetics. W. Β. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, ΡΑ, ΗΠΑ.
3. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Εισαγωγή στη γενετική ανάλυση (11η έκδοση). Νέα Υόρκη: W. Η. Freeman, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη, ΗΠΑ.
4. Ishiguro, Κ .-I. (2018) Το σύμπλοκο συνεσίνης σε μείοσις θηλαστικών. Genes to Cells, δύο: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, S.W., Moores, C.A. (2018) Δομή μικροσωληνίσκου με cryo-EM: στιγμιότυπα δυναμικής αστάθειας. Δοκί ς στη Βιοχημεία, 62: 737-751.