Прометафази в мітозі і мейозі



The прометафаза це стадія процесу поділу клітин, проміжна між профазами і метафазами. Вона характеризується взаємодією діляться хромосом з мікротрубочками, які будуть розділяти їх. Прометафа відбувається як в мітозі, так і в мейозі, але з різними характеристиками.

Чіткою метою всіх поділів клітин є отримання більшої кількості клітин. Для досягнення цієї мети клітина повинна спочатку дублювати її вміст ДНК; тобто повторювати його. Крім того, клітина повинна відокремити ці хромосоми таким чином, щоб була виконана конкретна мета кожного поділу цитоплазми.. 

У мітозі однакове число хромосом материнської клітини в дочірніх клітинах. У мейозі I відбувається поділ між гомологічними хромосомами. У мейозі II відбувається поділ між сестринськими хроматидами. Тобто в кінці процесу отримують чотири очікувані мейотичні продукти.

Клітина керує цим складним механізмом за допомогою використання спеціалізованих компонентів, таких як мікротрубочки. Вони організовані центросом у більшості еукаріотів. В інших, навпаки, подібно до вищих рослин, працює інший тип організації мікротрубочок.

Індекс

  • 1 Мікротрубочки
  • 2 Мітотична прометафаза
    • 2.1 Відкритий мітоз
    • 2.2 Мітоз закритий
  • 3 Meteica prometaphase
    • 3.1 Мейоз I
    • 3.2 Мейоз II
  • 4 Посилання

Мікротрубочки

Мікротрубочки являють собою лінійні полімери тубулінового білка. Вони втручаються практично у всі клітинні процеси, які передбачають зміщення деякої внутрішньої структури. Вони є невід'ємною частиною цитоскелету, вії і джгутиків.

У випадку рослинних клітин вони також відіграють певну роль у внутрішній структурній організації. У цих клітинах мікротрубочки утворюють вид гобелену, прикріпленого до внутрішньої сторони плазматичної мембрани.

Ця структура, яка контролює поділ рослинних клітин, відома як кортикальна організація мікротрубочок. У момент мітотичного поділу, наприклад, вони руйнуються в центральне кільце, яке буде майбутнім місцем центральної пластини, в площині, де буде поділена клітина..

Мікротрубочки складаються з альфа-тубуліну і бета-тубуліну. Ці дві субодиниці утворюють гетеродимер, який є основною структурною одиницею тубулінових ниток. Полімеризація димерів призводить до утворення 13 протофиламентов в латеральній організації, що призводить до порожнистого циліндра..

Порожнисті циліндри цієї структури є мікротрубочками, які за своїм складом показують полярність. Тобто один кінець може рости шляхом додавання гетеродимерів, тоді як інший кінець може бути віднятий. У цьому останньому випадку мікротрубочка замість того, щоб подовжуватися в цьому напрямку, стискається.

Мікротрубочки зароджуються (тобто починають полімеризуватися) і організовуються в організуючі центри мікротрубочок (COM). СОМ пов'язані з центросомами під час поділу в клітинах тварин.

У вищих рослинах, які не мають центросом, СОМ присутня на аналогічних ділянках, але утворюється іншими компонентами. У ресничках і джгутиках СОМ розташовується в основному до структури двигуна.

Зміщення хромосом під час поділу клітин досягається за допомогою мікротрубочок. Вони опосередковують фізичну взаємодію між центромерами хромосом і СОМ.

За допомогою цілеспрямованих реакцій деполімеризації метафозні хромосоми з часом перейдуть до полюсів діляться клітин.

Мітотична прометафаза

Правильна мітотична хромосомна сегрегація - це те, що гарантує, що кожна дочірня клітина отримує комплемент хромосом, ідентичний тому, що є у материнської клітини.

Це означає, що клітина повинна відокремити кожну пару дубльованих хромосом на дві індивідуальні і незалежні хромосоми. Тобто він повинен відокремлювати сестринні хроматиди кожної гомологічної пари від всього комплементу хромосом материнської клітини.

Відкритий мітоз

У відкритому мітозі процес зникнення ядерної оболонки є відмінною рисою прометафази. Це дозволяє виключити єдину перешкоду між МОЦ і центромерами хромосом..

З МОС полімеризуються довгі нитки мікротрубочок, які подовжуються в напрямку хромосом. При виявленні центромера полімеризація припиняється, і отримується хромосома, пов'язана з СОМ..

У мітозі хромосоми є подвійними. Тому є також два центромери, але все ще об'єднані в одну структуру. Це означає, що в кінці процесу полімеризації мікротрубочок ми будемо мати дві з них на дубльовану хромосому.

Філамент прикріплює центромер до СОМ, а інший - до сестринської хроматиди, прикріпленої до СОМ, протилежної першої.

Мітоз закритий

У закритих мітозах процес майже ідентичний попередньому, але з великою різницею; ядерна оболонка не зникає. Тому СОМ є внутрішнім і пов'язаний з внутрішньою ядерною оболонкою через ядерну пластинку.

У напівзакритому (або напіввідкритому) мітозі ядерна оболонка зникає лише в двох протилежних точках, де мітотичний COM існує поза ядра.

Це означає, що в цих мітозах мікротрубочки проникають в ядро, щоб мати можливість мобілізувати хромосоми кроками після прометафази..

Прометефазна мейотика

Оскільки мейоз передбачає вироблення чотирьох 'n' клітин з клітини '2n', має бути два відділи цитоплазми. Подивимося так: наприкінці метафази I під мікроскопом буде в чотири рази більше хроматидів, ніж центромерів..

Після першого поділу з'являться дві клітини з удвічі більшою кількістю хроматид, як центромери. Тільки в кінці другого цитоплазматичного поділу всі центромери та хроматиди будуть індивідуалізовані. Буде стільки ж центромерів, скільки є хромосом.

Ключовим білком для цих складних інтерхроматинових взаємодій є мітоз і мейоз. Але є більше ускладнень при мейозі, ніж у мітозі. Не дивно, отже, що мейотичний когезин відрізняється від мітотичного.

Когезини забезпечують когезию хромосом під час процесу мітотичної і мейотичної конденсації. Крім того, вони дозволяють і регулюють взаємодію між сестринськими хроматидами в обох процесах.

Але в мейозі вони також сприяють тому, що не відбувається в мітозі: спаровуванні між гомологами і наступними синапсами. Ці білки різні в кожному випадку. Можна сказати, що мейоз без когезину, що його відрізняє, неможливий.

Мейоз I

Механічно кажучи, взаємодія центромер / COM однакова в кожному поділі клітини. Однак у прометафазі I мейозу I клітина не буде відокремлювати сестринні хроматиди, як це робиться при мітозі.

Навпаки, мейотичний тетрад володіє чотирма хроматидами у видимому подвійному наборі центромерів. У цій структурі є ще одна річ, що не існує в мітозі: хіазма.

Хіазами, які є фізичними об'єднаннями між гомологічними хромосомами, є те, що розрізняють центромери, які повинні бути відокремлені: від гомологічних хромосом..

Таким чином, у прометафазі I утворюються з'єднання між центромерами гомологів і СОМ на протилежних полюсах комірки.

Мейоз II

Ця прометафаза II більше схожа на мітотичну прометафазу, ніж на мейотику I. \ tУ цьому випадку СОМ "вивільняє" мікротрубочки до дубльованих центромерів сестринських хроматид \ t.

Таким чином, будуть вироблені дві клітини з індивідуальним хромосомним продуктом однієї хроматиди кожної пари. Тому клітинам з гаплоїдним хромосомним доповненням будуть надані види.

Список літератури

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6-е видання). W. Norton & Company, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Генетика. W. B. Saunders Co. Ltd, Філадельфія, Пенсільванія, США.
  3. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Введення в генетичний аналіз (11-е видання). Нью-Йорк: У. Г. Фрімен, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США.
  4. Ishiguro, K.-I. Комплекс когезину в мейозі ссавців. Гени до клітин, doi: 10.1111 / gtc.12652
  5. Manka, S. W., Moores, C. A. (2018) Структура мікротрубочок кріо-ЕМ: знімки динамічної нестабільності. Нариси з біохімії, 62: 737-751.