Метафаза је друга фаза митозе и мејозе. Карактерише га поравнавање хромозома на екватору ћелије. Након кључних догађаја профазе који су довели до кондензације хромозома, они се морају мобилизирати.
Да би се постигла ефикасна сегрегација, хромозоми морају бити смештени на екваторијалној плочи. Након што буду правилно постављене, моћи ће да се крећу према половима ћелије током анафазе.
Хромосоми су поравнати на екваторијалној плочи ћелије током митотске метафазе. Преузето са цоммонс.викимедиа.орг
Није претјеривање рећи да је метафаза једна од најважнијих контролних тачака митозе и мејозе. У оба случаја је битно да су хромозоми на екваторијалној плочи и да су кинетохори правилно оријентисани.
У митози се хромозоми оријентишу на екваторијалну плочу на начин да луче сестринске хроматиде. У мејози налазимо две метафазе. У метафази И, оријентација бивалента доводи до сегрегације хомологних хромозома. У мејози ИИ постиже сегрегација сестринских хроматид.
У свим случајевима се ефикасна мобилизација хромозма постиже захваљујући центрима за микротубуле за организацију (ЦОМ). У животињским ћелијама они су организовани у центросомима, док у биљкама делују на мало сложенији начин, али без центриола.
Уопште, метафаза гарантује симетричну поделу ћелија. Али метафаза такође може одредити асиметричну поделу, када је то потребно организму. Асиметрична подела је основни део стицања ћелијског идентитета у метазоама.
Метафаза у митози
И у животињским и у биљним ћелијама постоје механизми који гарантују да се хромозоми налазе на екваторијалној плочи. Иако је раније замишљена као замишљена линија равноправно удаљена између ћелијских полова, чини се да је "стварна".
Силвиа3, са Викимедиа Цоммонс
Односно, у ћелији постоје механизми који обезбеђују да хромозоми у ћелији која дели се досегну ту тачку. Осим у контролираним асиметричним расцепима, то је увек случај и иста тачка.
Екваторијална плоча и поравнање
Досезање екваторијалне плоче и постављање до цепања су два независна процеса. Оба су под контролом скупа различитих протеина.
У ствари, систем „провере склопа вретена“ спречава улазак у анафазу, осим ако су сви хромозоми повезани са неким влакном вретена. У хромозому је место везивања кинетохора.
У метафази кинетохори морају попримити биполарну оријентацију. То јест, у привидном једном центромору постојат ће два кинетохора. Свака ће бити оријентисана према полу насупрот другом.
Поред силе раздвајања коју организују организциони центри микротубула, мора се узети у обзир и сила спајања кроматида и хромозома.
Хроматиде остају везане дејством митотичких кохезина. Стога у метафази започиње уско уједињени сестрински хроматид који се мора налазити у екватору ћелије.
Кад сви стигну до екваторијалне плоче и оријентишу се биполарно причвршћени на своја вретенаста влакна, метафаза се завршава.
Једном када се нађе на екватору ћелије, влакна вретена ће држати кинетохоре везане за центриоле на супротним половима животињске ћелије. Вучне силе ће након тога раздвојити сестринске хроматиде сваког хромозома, тако да ће комплетан скуп њих прећи на сваки пол.
Сестринске хроматиде су кохезивне и причвршћене на микротубуле. Измењено са хттпс://ес.википедиа.орг/вики/Филе:Цхромосоме_цонесиа.пнг
То се може постићи само ако се сви хромозоми налазе на екваторијалној плочи ћелије. Показано је да ако је неком хромосому потребно време да се лоцирају, влакна вретена га опажају и очекује се да су сви лоцирани да наставе до њихове сегрегације.
Метафаза у мејози
Мејотска подела. Преузето са ес.википедиа.орг
Аналогно митози, мејотичке сестринске хроматиде су такође повезане. Али у овом случају мејотичким кохезионима. Неки су специфични за метафазу И, а друге за метафазу ИИ.
Поред тога, хомологни хромозоми били су део процеса поравнања, синапсе и унакрсних процеса. Односно, они су неодвојиви од синаптонемских комплекса који су омогућили рекомбинацију и исправну сегрегацију укључених молекула ДНК. Такође их морате одвојити.
За разлику од митозе, код мејозе морате да одвојите четири ланца ДНК, а не два. Ово се постиже одвајањем прво хомологних хромозома (метафаза И), а затим сестринских хроматида (метафаза ИИ).
Метафаза И
Исправан положај хромозома у екваторијалној плочи метафазе И постиже се хијазмама. Кијазми излажу хомологне хромозоме тако да су они ти који мигрирају према половима.
Надаље, иако хомологни хромозоми морају имати биполарну оријентацију, сестрински хроматиди не смију. То јест, у метафази И, супротно ИИ, сестринске хроматиде сваког хомологног хромозома морају бити монополарне (и супротно од хомологног пара).
То се постиже специфичним протеинима који се вежу за кинетохоре сестринских хроматида током метафазе И.
Метафаза ИИ
Током метафазе ИИ, хромозоми се поравнавају на екваторијалној плочи с кинетохором сваке сестринске хроматиде окренутим према супротним половима. Односно, сада је ваша оријентација биполарна. Овај распоред хромозома је специфичан за протеин.
Контролисани мејотички метафази гарантују производњу гамета тачног броја и идентитета хромозома. У супротном, може се промовисати изглед појединаца са значајним хромосомским аберацијама.
Референце
- Албертс, Б., Јохнсон, АД, Левис, Ј., Морган, Д., Рафф, М., Робертс, К., Валтер, П. (2014) Молекуларна биологија ћелије (6. издање). ВВ Нортон & Цомпани, Нев Иорк, НИ, САД.
- Гооденоугх, УВ (1984) Генетицс. ВБ Саундерс Цо. Лтд, Филаделфија, ПА, УСА.
- Гриффитхс, АЈФ, Весслер, Р., Царролл, СБ, Доеблеи, Ј. (2015). Увод у генетску анализу (11. изд.). Нев Иорк: ВХ Фрееман, Нев Иорк, НИ, УСА.
- Маиато, Х., Гомес, АМ, Соуса, Ф., Барисиц, М. (2017) Механизми конгресије хромозома током митозе. Биологија 13, дои: 10.3390 / биологија6010013
- Исхигуро, КИ (2018) Кохезински комплекс у мејози сисара. Гени за ћелије, дои: 10.1111 / гтц.12652
- Тан, ЦХ, Гасиц, И., Хубер-Регги, СП, Дудка, Д., Барисиц, М., Маиато, Х., Мералди, П. (2015) Екваторијални положај метафазне плоче осигурава симетричне поделе ћелија. елифе, 4: е05124. дои: 10.7554 / еЛифе.05124.