PROMETAFAASI: MITOOSISSA JA MEIOOSISSA - BIOLOGIA - 2026

Prometafaasin on vaihe solunjakautumisen prosessi, välissä profaasin ja metafaasin. Sille on ominaista jakavien kromosomien vuorovaikutus mikrotubulusten kanssa, jotka vastaavat niiden erottamisesta. Prometafaasia esiintyy sekä mitoosissa että meioosissa, mutta niillä on erilaisia ​​ominaisuuksia.

Kaikkien solujen jakautumisen selkeä tavoite on tuottaa enemmän soluja. Tämän saavuttamiseksi solun on alun perin kopioitava DNA-pitoisuuttaan; eli toista se. Tämän lisäksi solun on erotettava nämä kromosomit tavalla, joka täyttää kunkin sytoplasman jaon erityisen tarkoituksen.

Mitoosin prometafaasi. Otettu wikimedia.org

Mitoosissa sama määrä kromosomeja emäsolusta tytärsoluissa. Meioosissa I, erotus homologisten kromosomien välillä. Meioosissa II erotus sisarkromatidien välillä. Toisin sanoen prosessin lopussa saadaan neljä odotettua meioottista tuotetta.

Solu hallitsee tätä monimutkaista mekanismia käyttämällä erikoistuneita komponentteja, kuten mikrotubuluksia. Nämä on järjestänyt centrosomi useimmissa eukaryooteissa. Toisissa päinvastoin, kuten korkeammissa kasveissa, päinvastoin, mikrotubulusten toinen tyyppi organisaatiokeskus toimii.

mikrotubulukset

Mikrotubulit ovat proteiinin tubuliinin lineaarisia polymeerejä. Ne ovat mukana melkein kaikissa soluprosesseissa, joihin liittyy jonkin sisäisen rakenteen siirtyminen. Ne ovat kiinteä osa sytoskeletonia, siliaa ja flagellaa.

Kasvisolujen tapauksessa niillä on myös rooli sisäisessä rakenteellisessa organisaatiossa. Näissä soluissa mikrotubulukset muodostavat eräänlaisen kuvakudoksen, joka on kiinnitetty plasmakalvon sisäpintaan.

Tämä rakenne, joka ohjaa kasvisolujen jakautumista, tunnetaan mikrotubulusten kortikaalisena organisaationa. Esimerkiksi mitoottisen jakautumisen aikaan ne romahtavat keskirenkaaseen, joka tulee olemaan keskilevyn tuleva paikka, tasossa, jossa solu jakautuu.

Mikrotubulukset koostuvat alfa-tubuliinista ja beeta-tubuliinista. Nämä kaksi alayksikköä muodostavat heterodimeerin, joka on tubuliinilankojen perusrakenneyksikkö. Dimeerien polymeroituminen johtaa 13 ulkofiilin muodostumiseen sivuttaisessa organisaatiossa, joka synnyttää onton sylinterin.

Mikrotubulusten. Otettu osoitteesta commons.wikimedia.org

Tämän rakenteen ontot sylinterit ovat mikrotubuluksia, jotka omalla koostumuksellaan osoittavat polaarisuutta. Toisin sanoen toinen pää voi kasvaa lisäämällä heterodimeerejä, kun taas toinen pää voidaan vähentää. Jälkimmäisessä tapauksessa mikrotubulli pienenee sijasta sen sijaan, että pidentyy siihen suuntaan.

Mikrotubulukset nukleoituvat (ts. Alkavat polymeroitua) ja organisoituvat mikrotubulusten järjestämiskeskuksiksi (COM). COM-yhdistelmät liittyvät centrosomeihin eläinsolujen jakautumisen aikana.

Korkeammissa kasveissa, joissa ei ole centrosomeja, COM on läsnä vastaavissa kohdissa, mutta koostuu muista komponenteista. Silikoissa ja flagellassa COM sijaitsee perustana moottorin rakenteelle.

Kromosomin siirtymä solujakautumisen aikana saavutetaan mikrotubulusten avulla. Ne välittävät fysikaalista vuorovaikutusta kromosomien sentromeerien ja KOM: ien välillä.

Kohdennettujen depolymerointireaktioiden avulla metafaasin kromosomit siirtyvät lopulta kohti jakavien solujen napoja.

Mitoottinen prometafaasi

Oikea mitoottinen kromosomaalinen segregaatio on yksi, joka takaa sen, että jokainen tytärsolu saa komplementin kromosomeista, jotka ovat identtiset emosolun kanssa.

Silvia3, Wikimedia Commonsista

Tämä tarkoittaa, että solun on erotettava jokainen duplikoituneiden kromosomiparien osa kahdeksi erilliseksi, erilliseksi kromosomiksi. Toisin sanoen sen on erotettava kunkin homologisen parin sisarkromatidit kantasolun kromosomien koko komplementista.

Avoin mitoosi

Avoimissa mitooseissa ydinvaipan katoaminen on prometafaasin erottuva piirre. Tämän avulla ainoa este MOC: n ja kromosomien sentromeerien välillä katoaa.

MOC-soluista pitkät mikrotubulusfilamentit polymeroituvat ja pidentyvät kohti kromosomeja. Sentromeerin löytämisen jälkeen polymerointi loppuu ja saadaan kromosomi, joka on kytketty COM: iin.

Mitoosissa kromosomit ovat kaksinkertaiset. Siksi on olemassa myös kaksi sentromeeria, mutta silti yhtenäisiä samassa rakenteessa. Tämä tarkoittaa, että mikrotubulusten polymerointiprosessin lopussa meitä on kaksi niistä per kopioitu kromosomi.

Yksi filamentti kiinnittää sentromeerin COM: iin ja toinen sisarkromatidiin, joka on kiinnitetty COM: iin ensimmäistä vastapäätä.

Suljettu mitoosi

Suljetuissa mitooseissa prosessi on melkein identtinen edellisen kanssa, mutta suurella erolla; ydinkuori ei katoa. Siksi COM on sisäinen ja liittyy ydinkerroksen läpi ydinkerroksen läpi.

Puolisuljettuissa (tai puolittain avoimissa) mitooseissa ydinverho katoaa vain kahdesta vastakkaisesta kohdasta, joissa mitoottinen COM esiintyy ytimen ulkopuolella.

Tämä tarkoittaa, että näissä mitooseissa mikrotubulukset tunkeutuvat ytimeen voidakseen mobilisoida kromosomit vaiheissa prometafaasin jälkeen.

Meioottinen prometafaasi

Meioottinen jako. Otettu es.wikipedia.org-sivulta

Koska meioosiin sisältyy neljän 'n' -solun tuottaminen yhdestä '2n' -solusta, sytoplasman tulee olla kaksi jakautumista. Tarkastellaan sitä näin: metafaasin I lopussa tulee olemaan neljä kertaa enemmän kromatideja kuin mikroskoopin alla näkyviä sentromeerejä.

Ensimmäisen jaon jälkeen on kaksi solua, joissa on kaksinkertaisesti enemmän kromatideja kuin sentromeereissä. Vasta toisen sytoplasmisen jaon lopussa kaikista sentromeereistä ja kromatideista tulee yksilöityjä. Sentromeerejä on niin monta kuin kromosomeja on.

Kohesiini on avainproteiini näille monimutkaisille kromaattienvälisille vuorovaikutuksille mitoosissa ja meioosissa. Mutta meioosissa on enemmän komplikaatioita kuin mitoosissa. Siksi ei ole yllättävää, että meioottinen kohesiini eroaa mitoottisesta.

Kohesiinit mahdollistavat kromosomien yhteenkuuluvuuden mitoottisen ja mejoottisen kondensaatioprosessin aikana. Lisäksi ne sallivat ja säätelevät sisarkromatidien välistä vuorovaikutusta molemmissa prosesseissa.

Mutta meioosissa ne edistävät myös jotain, mitä ei tapahdu mitoosissa: homologinen pariutuminen ja siitä johtuvat synapsit. Nämä proteiinit ovat kussakin tapauksessa erilaisia. Voisimme sanoa, että meioosi ilman sitä erottavaa cohesinia ei olisi mahdollista.

Meioosi I

Mekaanisesti ottaen sentromeeri / COM-vuorovaikutus on sama kaikissa solunjakoissa. Meioosi I: n prometafaasissa I solu ei kuitenkaan erota sisarkromatiideja kuten mitoosissa.

Sitä vastoin meioottisessa tetradissa on neljä kromatidiä ilmeisessä kaksoisjoukossa sentromeerejä. Tässä rakenteessa on jotain muuta, jota mitoosissa ei ole: chiasmata.

Kiasmit, jotka ovat fyysisiä risteyksiä homologisten kromosomien välillä, erottavat sen, mitkä centomeerit erotella: homologisten kromosomien.

Siten prometafaasissa I muodostuu yhteyksiä homologien sentromeerien ja COM: n välillä solun vastakkaisissa napoissa.

Meioosi II

Tämä prometafaasi II muistuttaa enemmän mitoottista prometafaasia kuin meioottista prometafaasia I. Tässä tapauksessa KOM: t “käynnistävät” mikrotubulukset sisarkromatidien kopioiduissa sentromereissä.

Siten tuotetaan kaksi solua, joilla on erilliset kromosomit, kunkin parin yhden kromatidin tuote. Siksi tuotetaan soluja, joilla on lajien haploidinen kromosomaalinen komplementti.

Viitteet

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014), Molecular Biology of Cell (6. painos). WW Norton & Company, New York, NY, Yhdysvallat.
2. Goodenough, UW (1984), Genetiikka. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Yhdysvallat.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Johdanto geneettiseen analyysiin (11. painos). New York: WH Freeman, New York, NY, Yhdysvallat.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Kohesiinikompleksi nisäkkäiden meioosissa. Geenit soluihin, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, SW, Moores, CA (2018) Mikrotubulusten rakenne kryo-EM: llä: tilannekuvia dynaamisesta epävakaudesta. Essays in Biochemistry, 62: 737 - 751.