Prometafaza v mitozi in mejozah



The prometaphase gre za fazo procesa delitve celic, vmes med profazo in metafazo. Zanj je značilno interakcijo delilnih kromosomov z mikrotubulami, ki jih ločujejo. Promethaphas se pojavlja v mitozi in mejozi, vendar z različnimi značilnostmi.

Jasen cilj vseh delitev celic je ustvariti več celic. Da bi to dosegli, mora celica prvotno podvojiti njeno vsebnost DNA; to pomeni, da ga ponovite. Poleg tega mora celica ločiti te kromosome, tako da je izpolnjen poseben namen vsake delitve citoplazme.. 

Pri mitozi enako število kromosomov matične celice v hčerinskih celicah. Pri meiozi I, ločevanje med homolognimi kromosomi. V mejozi II, ločitev med sestrskimi kromatidami. To pomeni, da na koncu postopka dobimo štiri pričakovane meiotične izdelke.

Celica upravlja ta zapleten mehanizem z uporabo specializiranih komponent, kot so mikrotubule. V večini evkariontov jih organizira centrosom. V drugih, nasprotno, kot višje rastline deluje še en tip organizacijskega centra za mikrotubule.

Indeks

  • 1 Mikrotubule
  • 2 Mitotični prometaphase
    • 2.1 Odprta mitoza
    • 2.2 Mitoza zaprta
  • 3 Meteica prometaphase
    • 3.1 Meioza I
    • 3.2 Meioza II
  • 4 Reference

Mikrotubule

Mikrotubule so linearni polimeri tubulinskega proteina. Posredujejo skoraj vse celične procese, ki vključujejo premestitev neke notranje strukture. So sestavni del citoskeleta, cilij in flagel.

V primeru rastlinskih celic igrajo tudi vlogo v notranji strukturni organizaciji. V teh celicah mikrotubuli tvorijo nekakšno tapiserijo, pritrjeno na notranjo stran plazemske membrane.

Ta struktura, ki nadzoruje delitve rastlinskih celic, je znana kot mikrotubulska kortikalna organizacija. V trenutku mitotične delitve se na primer zrušijo v osrednji obroč, ki bo prihodnje mesto osrednje plošče, v ravnini, kjer bo celica razdeljena..

Mikrotubule so sestavljene iz alfa-tubulina in beta-tubulina. Ti dve podenoti tvorita heterodimer, ki je osnovna strukturna enota tubulinskih filamentov. Polimerizacija dimerjev povzroči nastanek 13 protofilamentov v lateralni organizaciji, ki povzroči nastanek votlega valja..

Votli cilindri te strukture so mikrotubule, ki po svoji sestavi kažejo polarnost. To pomeni, da lahko en konec raste z dodatkom heterodimerjev, drugi konec pa se lahko odšteje. V tem zadnjem primeru se mikrotubul, namesto da se podaljša v tej smeri, skrči.

Mikrotubule nastanejo v jedru (tj. Začnejo polimerizirati) in se organizirajo v organizacijo mikrotubulnih centrov (COM). COM so povezane s centrosomi med delitvami v živalskih celicah.

V višjih rastlinah, ki nimajo centrosomov, je COM prisoten na podobnih mestih, vendar ga tvorijo druge komponente. Pri cilijah in flagelah se COM nahaja v osnovi na strukturo motorja.

Premik kromosomov med delitvijo celic se doseže z mikrotubulami. Ti posredujejo fizično interakcijo med centromeri kromosomov in COM.

Z usmerjenimi depolimerizacijskimi reakcijami se bodo metafazni kromosomi sčasoma premaknili proti polom delilnih celic.

Mitotični prometaphase

Pravilna mitotična kromosomska segregacija je tista, ki zagotavlja, da vsaka hčerinska celica prejme kromosomsko komplement, ki je identično matični celici..

To pomeni, da mora celica ločiti vsak par podvojenih kromosomov na dva individualna in neodvisna kromosoma. To pomeni, da mora ločiti sestrske kromatide vsakega homolognega para celotnega komplementa kromosomov matične celice..

Odprta mitoza

V odprti mitozi je proces izginjanja jedrskega ovoja znak prometaphase. To omogoča edino oviro med COK in centromeri kromosomov, da izginejo..

Iz MOC se polimerizirajo dolgi filamenti mikrotubulov, ki so se podaljšali proti kromosomom. Ko najdemo centromer, preneha polimerizacija in dobimo kromosom, povezan s COM..

V mitozi so kromosomi dvojni. Zato obstajajo tudi dve centromeri, vendar še vedno združeni v isto strukturo. To pomeni, da bomo imeli na koncu procesa polimerizacije mikrotubulov dva od njih na podvojen kromosom..

Žarilna nitka bo pritrdila centromer na COM, druga pa na sestrsko kromatidijo, ki je pritrjena na COM, nasproti prve.

Mitoza je zaprta

V zaprtih mitozah je proces skoraj enak prejšnjemu, vendar z veliko razliko; jedrska ovojnica ne izgine. Zato je COM notranji in je povezan z notranjo jedrsko ovojnico preko jedrske lamine.

V polzaprtem (ali polodprtem) mitozi jedrska ovojnica izgine le na dveh nasprotnih točkah, kjer je mitotična COM zunaj jedra.

To pomeni, da mikrotubule v teh mitozah prodrejo v jedro, da lahko mobilizirajo kromosome v korakih po prometaphazi..

Promethefaza meiotika

Ker mejoza vključuje proizvodnjo štirih 'n' celic iz '2n' celice, morajo obstajati dve delitvi citoplazme. Poglejmo takole: na koncu metafaze I bodo štirikrat več kromatidov kot centromeri, vidni pod mikroskopom.

Po prvi delitvi bosta dve celici z dvakrat toliko kromatidov kot centromeri. Samo na koncu druge citoplazmatske delitve se bodo individualizirali vsi centromeri in kromatide. Obstajalo bo toliko centromerjev, kot so kromosomi.

Ključna beljakovina za te kompleksne interkromatinske interakcije, ki se pojavijo v mitozi in mejozi, je kohezin. V mejozi pa je več zapletov kot pri mitozi. Zato ni presenetljivo, da je meiotični kohezin drugačen od mitotičnega.

Kohezini omogočata kohezijo kromosomov med procesom mitotične in meiotične kondenzacije. Poleg tega omogočajo in urejajo interakcijo med sestrskimi kromatidami v obeh procesih.

Toda pri mejozi spodbujajo tudi nekaj, kar se ne dogaja v mitozi: združevanje med homologi in posledične sinapse. Ti proteini so v vsakem primeru različni. Lahko bi rekli, da mejoza brez kohezina, ki jo razlikuje, ne bi bila mogoča.

Meioza I

Mehansko gledano je interakcija centromera / COM enaka v vsaki delitvi celic. Vendar pa v prometaphase I mejoze I celica ne bo ločila sestrskih kromatidov kot pri mitozi.

Nasprotno pa meiotična tetrad ima štiri kromatide v navideznem dvojnem nizu centromerjev. V tej strukturi je še ena stvar, ki ni prisotna v mitozi: chiasmas.

Chiasmas, ki so fizične združbe med homolognimi kromosomi, je tisto, kar loči med centromeri, ki jih je treba ločiti od tistih homolognih kromosomov..

Tako se v prometaphase I tvorijo povezave med centromeri homologov in COM na nasprotnih polih celice.

Meioza II

Ta prometaphase II je bolj podobna mitotični prometaphazi kot meiotika prometaphase I. V tem primeru bo COM "sprostil" mikrotubule na podvojene centromere sestrskih kromatid.

Tako bodo proizvedene dve celici s posameznim kromosomskim produktom ene kromatide vsakega para. Zato bodo celice s haploidnim kromosomskim dopolnilom dodeljene vrstam.

Reference

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. izdaja). W. W. Norton & Company, New York, NY, ZDA.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetika. W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ZDA.
  3. Griffiths, A. J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11. izd.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
  4. Ishiguro, K.-I. (2018) Cohesin kompleks v mejozi sesalcev. Geni celicam, doi: 10.1111 / gtc.12652
  5. Manka, S. W., Moores, C. A. (2018) Struktura mikrotubul s cryo-EM: posnetki dinamične nestabilnosti. Eseji v biokemiji, 62: 737-751.