Prometafaza u mitozi i mejozi



prometafaza to je faza procesa stanične diobe, međuprodukta između profaze i metafaze. Karakterizira ga interakcija dijeljenja kromosoma s mikrotubulama koje će ih razdvojiti. Promethaphas se javlja u mitozi i mejozi, ali s različitim značajkama.

Jasan cilj sve diobe stanica je proizvesti više stanica. Da bi se to postiglo, stanica mora izvorno duplicirati svoj DNA sadržaj; to jest, ponoviti ga. Osim toga, stanica mora razdvojiti te kromosome tako da se ispuni određena svrha svake podjele citoplazme.. 

U mitozi, isti broj kromosoma matične stanice u stanicama kćeri. U mejozi I, razdvajanje između homolognih kromosoma. U mejozi II, razdvajanje sestrinskih kromatida. To jest, na kraju procesa, dobiju se četiri očekivana meiotička proizvoda.

Stanica upravlja ovim kompliciranim mehanizmom korištenjem specijaliziranih komponenti kao što su mikrotubule. U većini eukariota oni su organizirani od strane centrosoma. U drugima, naprotiv, poput viših biljaka, djeluje još jedan tip organizacije za organizaciju mikrotubula.

indeks

  • 1 Mikrotubule
  • 2 Mitotički prometafaza
    • 2.1 Otvorena mitoza
    • 2.2 Mitoza zatvorena
  • 3 Meteica prometaphase
    • 3.1 Meioza I
    • 3.2 Mejoza II
  • 4 Reference

Mikrotubule

Mikrotubule su linearni polimeri tubulinskog proteina. Oni interveniraju u gotovo svim staničnim procesima koji uključuju premještanje neke unutarnje strukture. Sastavni su dio citoskeleta, cilija i flagela.

U slučaju biljnih stanica također igraju ulogu u unutarnjoj strukturi organizacije. U tim stanicama, mikrotubuli tvore neku vrstu tapiserije pričvršćene na unutarnju stranu plazma membrane.

Ova struktura, koja kontrolira podjele biljnih stanica, poznata je kao kortikalna organizacija mikrotubula. U trenutku mitotičke podjele, na primjer, urušavaju se u središnji prsten koji će biti buduće mjesto središnje ploče, u ravnini u kojoj će stanica biti podijeljena..

Mikrotubule se sastoje od alfa-tubulina i beta-tubulina. Ove dvije podjedinice tvore heterodimer, koji je osnovna strukturna jedinica tubulinskih niti. Polimerizacija dimera dovodi do stvaranja 13 protofilamenata u lateralnoj organizaciji koja dovodi do šupljeg cilindra..

Šuplji cilindri ove strukture su mikrotubule, koje vlastitim sastavom pokazuju polaritet. To jest, jedan kraj može rasti dodavanjem heterodimera, dok se drugi kraj može oduzeti. U ovom posljednjem slučaju, mikrotubula se, umjesto produljenja u tom smjeru, smanjuje.

Mikrotubule se nukleiraju (tj. Počinju polimerizirati) i organiziraju se u organizaciju mikrotubulnih centara (COM). COM su povezane s centrosomima tijekom podjele u životinjskim stanicama.

U višim biljkama, koje nemaju centrosome, COM je prisutan na analognim mjestima, ali je formiran drugim komponentama. Kod cilija i flagelica, COM se nalazi u osnovi na strukturu motora.

Premještanje kromosoma tijekom dijeljenja stanica postiže se mikrotubulama. One posreduju u fizičkoj interakciji između centromera kromosoma i COM.

Ciljanim reakcijama depolimerizacije, metafazni kromosomi će se s vremenom pomaknuti prema polovima stanica koje se dijele.

Mitotički prometafaza

Ispravna mitotska kromosomska segregacija je ona koja jamči da svaka kćerka stanica prima kromosomski komplement identičan onom u matičnoj stanici.

To znači da stanica mora odvojiti svaki par dupliciranih kromosoma na dva pojedinačna i neovisna kromosoma. To jest, mora segregirati sestrinske kromatide svakog homolognog para cijelog komplementa kromosoma matične stanice..

Otvorena mitoza

U otvorenoj mitozi, proces nestanka nuklearne ovojnice znak je prometaphase. To omogućuje da jedina prepreka između COK i centromera kromosoma nestane..

Iz MOC-a polimeriziraju se duge niti mikrotubula koje se produžuju prema kromosomima. Kada se nađe centromera, polimerizacija prestaje i dobiva se kromosom povezan s COM..

U mitozi su kromosomi dvostruki. Dakle, tu su i dva centromera, ali još uvijek ujedinjena u istoj strukturi. To znači da ćemo na kraju procesa polimerizacije mikrotubula imati dva od njih po dupliciranom kromosomu..

Filament će pričvrstiti centromer za COM, a drugi za sestrinsku kromatidu pričvršćenu za COM suprotno od prve.

Mitoza je zatvorena

U zatvorenim mitozama proces je gotovo identičan prethodnom, ali s velikom razlikom; nuklearna ovojnica ne nestaje. Prema tome, COM je unutarnja i povezana je s unutarnjom nuklearnom ovojnicom kroz nuklearnu laminaciju.

U poluzatvorenoj (ili poluotvorenoj) mitozi nuklearna ovojnica nestaje samo na dvije suprotne točke gdje mitotički COM postoji izvan jezgre.

To znači da u tim mitozama mikrotubule prodiru u jezgru kako bi mogle mobilizirati kromosome u koracima nakon prometaphase..

Meteotika promethefaze

Budući da mejoza uključuje proizvodnju četiri 'n' stanice iz '2n' stanice, moraju postojati dvije podjele citoplazme. Pogledajmo ovako: na kraju metafaze I bit će četiri puta više kromatida nego centromeres vidljivih pod mikroskopom.

Nakon prve podjele postojat će dvije stanice s dvostruko više kromatida kao centromeres. Samo na kraju druge citoplazmatske podjele svi će se centriromeri i kromatide individualizirati. Tu će biti onoliko centromeres kao što su kromosomi.

Ključni protein za ove kompleksne interkromatinske interakcije u mitozi i mejozi je kohezin. Ali u mejozi ima više komplikacija nego u mitozi. Stoga ne iznenađuje da se meiotički kohezin razlikuje od mitotičkog.

Kohezini omogućuju koheziju kromosoma tijekom procesa mitotske i meiotičke kondenzacije. Osim toga, dopuštaju i reguliraju interakciju između sestrinskih kromatida u oba procesa.

Ali u mejozi oni također promiču nešto što se ne događa u mitozi: sparivanje između homologa i posljedičnih sinapsi. Ovi proteini su različiti u svakom slučaju. Moglo bi se reći da mejoza bez kohezina koja je razlikuje, ne bi bila moguća.

Meioza I

Mehanistički gledano, centromere / COM interakcija je ista u svakoj staničnoj diobi. Međutim, u prometaphase I mejoze I stanica neće razdvojiti sestrinske kromatide kao u mitozi.

Nasuprot tome, meiotički tetrad posjeduje četiri kromatide u prividnom dvostrukom setu centromera. U ovoj strukturi postoji još jedna stvar koja nije prisutna u mitozi: chiasmas.

Chiasmas, koje su fizičke veze između homolognih kromosoma, je ono što razlikuje centromere koje moraju biti odvojene: one od homolognih kromosoma.

Dakle, u prometaphazi I, spojevi se formiraju između centromera homologa i COM na suprotnim polovima ćelije.

Meioza II

Ova prometapaza II je sličnija mitotičkoj prometaphazi nego meiotika prometaphase I. U ovom slučaju, COM će "osloboditi" mikrotubule na duplicirane centromere sestrinskih kromatida.

Tako će se proizvesti dvije stanice s pojedinačnim produktom kromosoma jedne kromatide svakog para. Stoga će se stanicama s haploidnim kromosomskim komplementom dati vrsta.

reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. izdanje). W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
  3. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod u genetsku analizu (11. izdanje). New York: W. H. Freeman, New York, NY, SAD.
  4. Ishiguro, K.-I. Kohezinski kompleks u mejozi sisavaca. Geni stanicama, doi: 10.1111 / gtc.12652
  5. Manka, S.W., Moores, C.A. (2018) Struktura mikrotubula pomoću krio-EM: snimke dinamičke nestabilnosti. Eseji u biokemiji, 62: 737-751.