ПРОМЕТАФАЗА: У МИТОЗИ И МЕЈОЗИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Прометафазе је фаза процеса деобе ћелије, посредник између Пропхасе и метафази. Карактерише га интеракција дељивих хромозома са микротубулима који су одговорни за њихово раздвајање. Прометафаза се јавља и у митози и у мејози, али са различитим карактеристикама.

Јасан циљ све ћелијске поделе је да произведу више ћелија. Да би то постигла, ћелија мора оригинално да дуплира свој садржај ДНК; то јест, поновите. Поред тога, ћелија мора раздвојити ове хромозоме на начин који испуњава одређену сврху сваке поделе цитоплазме.

Прометнафаза митозе. Преузето са викимедиа.орг

У митози, исти број хромозома из матичне ћелије у ћелијама кћери. У мејози И, раздвајање хомологних хромозома. У мејози ИИ, раздвајање сестринских хроматида. То јест, на крају поступка набавите четири очекивана мејотичка производа.

Ћелија управља овим компликованим механизмом коришћењем специјализованих компоненти као што су микротубуле. Организира их центросом код већине еукариота. У другима, напротив, попут виших постројења, функционише друга врста центра за организовање микротубула.

Микротубуле

Микротубули су линеарни полимери протеина тубулина. Укључени су у готово све ћелијске процесе који укључују померање неке унутрашње структуре. Они су саставни део цитоскелета, цилија и флагела.

У случају биљних ћелија, оне такође играју улогу у унутрашњој структурној организацији. У тим ћелијама микротубуле формирају неку врсту таписерије причвршћене на унутрашњост плазма мембране.

Ова структура, која контролише поделе биљних ћелија, позната је као кортикална организација микротубула. На пример, у тренутку митотске поделе, они се колабирају у централни прстен који ће бити будуће место централне плоче, у равнини у којој ће се ћелија делити.

Микротубуле су састављене од алфа-тубулина и бета-тубулина. Ове две подјединице формирају хетеродимер, који је основна структурална јединица тубулинских филамената. Полимеризација димера доводи до стварања 13 протофиламената у бочној организацији који ствара шупљи цилиндар.

Микротубуле. Преузето са цоммонс.викимедиа.орг

Шупљи цилиндри ове структуре су микротубуле које по сопственом саставу показују поларитет. Односно, један крај може нарасти додавањем хетеродимера, док се други крај може одузети. У последњем случају, микротубула се, уместо да се продужи у том правцу, смањује.

Микротубули се нуклирају (тј. Почињу полимеризирати) и организирају у центре за организирање микротубула (ЦОМ). ЦОМ-ови су повезани са центросомима током подела у животињским ћелијама.

У вишим биљкама, која немају центросоме, ЦОМ је присутан на аналогним местима, али их чине друге компоненте. Код цилија и флагела, ЦОМ је лоциран на бази моторне структуре.

Помјерање хромосома током подјела ћелија постиже се путем микротубула. Они посредују у физичкој интеракцији између центромера хромозома и ЦОМ-а.

Услед циљаних реакција деполимеризације, метафазни хромозоми ће се временом померити према половима ћелија које деле.

Митотска прометна фаза

Исправна митотичка хромозомска сегрегација је она која гарантује да ће свака кћерна ћелија добити комплемент хромозома идентичан ономе матичне ћелије.

Силвиа3, са Викимедиа Цоммонс

То значи да ћелија мора раздвојити сваки пар дуплираних хромозома на два одвојена, појединачна хромозома. То јест, мора одвојити сестринске хроматиде сваког хомологног пара од целокупног комплемента хромозома матичне ћелије.

Отворена митоза

У отвореним митозама процес нестанка нуклеарне овојнице је одлика карактера прометне фазе. Ово омогућава да нестане једина препрека између МОЦ-а и центромера хромозома.

Од МОЦ-а, дуги влакнасти микротубули се полимеризирају и продужују према хромосомима. Након проналаска центромера, полимеризација престаје и добија се хромозом повезан у ЦОМ.

У митози су хромозоми двоструки. Због тога постоје и два центромера, али још увек уједињена у истој структури. То значи да ћемо на крају процеса полимеризације микротубула имати две од њих по дуплираном хромозому.

Један филамент ће причврстити центромере за ЦОМ, а други сестрински хроматид прикључен на ЦОМ насупрот првом.

Затворена митоза

Код затворених митоза, поступак је скоро идентичан претходном, али са великом разликом; нуклеарна овојница не нестаје. Стога је ЦОМ унутрашњи и повезан је са унутрашњом нуклеарном овојницом кроз нуклеарну ламину.

У полу затвореним (или полуотвореним) митозама, нуклеарна овојница нестаје само у две супротне тачке где митотички ЦОМ постоји изван језгра.

То значи да у тим митозама микротубуле продиру у језгро да би могле да покрећу хромозоме у корацима након прометафазе.

Мејотска прометафаза

Мејотска подела. Преузето са ес.википедиа.орг

Како мејоза укључује производњу четири 'н' ћелије из једне '2н' ћелије, морају постојати две поделе цитоплазме. Погледајмо то овако: на крају метафазе И под микроскопом ће бити видљиво четири пута више хроматида него центромера.

Након прве поделе уследиће две ћелије са двоструко већим бројем кроматида у односу на центромере. Тек на крају другог одељења цитоплазме, сви ће се центромери и хроматиди индивидуализирати. Биће толико центромера колико има и хромозома.

Кључни протеин за те сложене интерхроматинске интеракције који се одвијају у митози и мејози је кохезин. Али у мејози има више компликација него у митози. Стога није изненађујуће да се мејотски кохезин разликује од митотског.

Кохезини омогућавају кохезију хромозома током процеса митотске и мејотске кондензације. Уз то, дозвољавају и регулишу интеракцију сестринских хроматидама у оба процеса.

Али у мејози такође промовишу нешто што се не догађа у митози: хомологно парење и последичне синапсе. Ови протеини су различити за сваки случај. Могли бисмо рећи да мејоза без кохезина која то разликује не би била могућа.

Меиосис И

Механички гледано, интеракција центромера / ЦОМ је иста у свим ћелијама. Међутим, у прометној фази И мејозе И ћелија неће одвојити сестринске хроматиде као што је случај у митози.

Супротно томе, мејотски тетрад има четири хроматиде у очигледном двоструком сету центромера. У овој структури постоји нешто друго што није присутно у митози: цхиасмата.

Цхиасми, који су физички спојеви између хомологних хромозома, су оно што разликује центромере које треба раздвојити: оне хомологних хромозома.

Тако се у прометној фази И формирају везе између центромера хомолога и ЦОМ на супротним половима ћелије.

Меиоза ИИ

Ова прометна фаза ИИ је сличнија митотичкој прометној фази него мејотичкој прометној фази И. У овом случају, ЦОМ ће „лансирати“ микротубуле у дуплираним центромерама сестринских хроматид.

Тако ће се произвести две ћелије са појединачним хромозомима, производ по једног хроматида из сваког пара. Због тога ће се произвести ћелије са хаплоидним хромосомским комплементом врсте.

Референце

1. 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.
2. Гооденоугх, УВ (1984) Генетицс. ВБ Саундерс Цо. Лтд, Филаделфија, ПА, УСА.
3. Гриффитхс, АЈФ, Весслер, Р., Царролл, СБ, Доеблеи, Ј. (2015). Увод у генетску анализу (11. изд.). Нев Иорк: ВХ Фрееман, Нев Иорк, НИ, УСА.
4. Исхигуро, К.-И. (2018) Кохезински комплекс у мејози сисара. Гени за ћелије, дои: 10.1111 / гтц.12652
5. Манка, СВ, Моорес, ЦА (2018) Мицротубуле струцтуре би црио-ЕМ: снимке динамичке нестабилности. Есеји из биохемије, 62: 737-751.