Metafāze ir otrais posms šūnu dalīšanās un meiosis. To raksturo hromosomu izlīdzināšana pie šūnas ekvatora. Pēc galvenajiem fāzes notikumiem, kas izraisīja hromosomu kondensāciju, tie jāmobilizē.
Lai panāktu efektīvu segregāciju, hromosomām jāatrodas ekvatoriālajā plāksnē. Pēc pareiza novietojuma viņi anafāzes laikā varēs migrēt uz šūnas poliem.
Mitotiskās metafāzes laikā uz šūnas ekvatoriālo plāksni ir izlīdzinātas hromosomas. Ņemts no commons.wikimedia.org
Nav pārspīlēti apgalvot, ka metafāze ir viens no vissvarīgākajiem mitozes un mejozes kontrolpunktiem. Abos gadījumos ir svarīgi, lai hromosomas atrastos ekvatoriālajā plāksnē un ar pareizu kinetohooru orientāciju.
Mitozē hromosomas orientējas ekvatoriskajā plāksnē tā, lai izdalītu māsu hromatīdus. Mejozē mēs atrodam divas metafāzes. I metafāzē divvērtīgo vielu orientācija noved pie homoloģisko hromosomu segregācijas. II meiozes gadījumā tiek panākta māsu hromatīdu segregācija.
Visos gadījumos efektīva hromosomu mobilizācija tiek panākta, pateicoties mikrotubulu organizēšanas centriem (COM). Dzīvnieku šūnās tie tiek organizēti centrosomās, savukārt augos tie darbojas nedaudz sarežģītāk, bet bez centrioles.
Kopumā metafāze garantē simetrisku šūnu dalījumu. Bet metafāze var arī noteikt asimetrisku dalījumu, ja tas ir organisma vajadzība. Asimetriskais dalījums ir būtiska šūnu identitātes iegūšanas sastāvdaļa metazoānos.
Metafāze mitozē
Gan dzīvnieku, gan augu šūnās ir mehānismi, kas garantē, ka hromosomas atrodas ekvatoriālajā plāksnē. Lai gan tas iepriekš bija paredzēts kā iedomāta līnija, kas atrodas vienādā attālumā starp šūnu poliem, tā, šķiet, ir “īsta”.
Silvia3, no Wikimedia Commons
Tas ir, šūnā ir mehānismi, kas nodrošina, ka hromosomas dalāmajā šūnā sasniedz šo punktu. Tas ir vienmēr un tas pats punkts, izņemot kontrolētās asimetriskās šķelšanās.
Ekvatoriālā plāksne un izlīdzināšana
Ekvatoriālās plāksnes sasniegšana un oderēšana līdz sadalīšanai ir divi neatkarīgi procesi. Abus kontrolē dažādu olbaltumvielu komplekts.
Faktiski "vārpstas komplekta pārbaudes" sistēma novērš iekļūšanu anafāzē, ja vien visas hromosomas nav saistītas ar kādu vārpstas šķiedru. Hromosomā saistīšanās vieta ir kinetohors.
Metafāzē kinetochoriem jāpieņem bipolārā orientācija. Tas ir, vienā acīmredzamā centromērā būs divi kinetohoori. Katrs no tiem būs orientēts uz polu, kas atrodas pretī otram.
Papildus atdalīšanas spēkam, ko ietekmē mikrotubulu organizējošie centri, jāņem vērā arī savienojuma spēks starp hromatīdiem un hromosomām.
Hromatīdi paliek piestiprināti mitotisko cohīnu ietekmē. Tāpēc metafāzē sākas ar cieši apvienotiem māsu hromatīdiem, kuriem jāatrodas šūnas ekvatorā.
Kad viņi visi sasniedz ekvatoriālo plāksni un bipolāri orientējas pie attiecīgajām vārpstas šķiedrām, metafāze beidzas.
Pēc šūnas ekvatora vārpstas šķiedras turēs kinetochorus, kas piestiprināti centrioļiem dzīvnieku dzīvnieka šūnas pretējos polos. Vilces spēki vēlāk atdalīs katras hromosomas māsu hromatīdus tā, lai pilnīgs to komplekts migrētu uz katru polu.
Māsa hromatidi ir saliedēti un piestiprināti pie mikrotubulēm. Pārveidots no https://es.wikipedia.org/wiki/File:Chromosome_cohesion.png
To var panākt tikai tad, ja visas hromosomas atrodas šūnas ekvatoriskajā plāksnē. Ir pierādīts, ka, ja jebkuras hromosomas atrašana prasa laiku, vārpstas šķiedras to uztver, un ir paredzams, ka visas tās atrodas, lai turpinātu savu segregāciju.
Metafāze meiozē
Meiotiskā dalīšana. Ņemts no es.wikipedia.org
Analoģiski mitozei tiek pievienotas arī mejozes māsu hromatīdi. Bet šajā gadījumā ar meiotiskām cohesins. Daži no tiem ir raksturīgi I metafāzei, citi - II metafāzei.
Turklāt homologās hromosomas ir bijušas daļa no izlīdzināšanas, sinapses un krustošanās procesiem. Tas ir, tie nav atdalāmi no sinaptonēmiskajiem kompleksiem, kas ļāva rekombinēt un pareizi sadalīt iesaistītās DNS molekulas. Jums tie arī ir jānodala.
Atšķirībā no mitozes, mejozes gadījumā jums ir jānodala nevis četras, bet gan četras DNS virknes. To panāk, vispirms atdalot homologās hromosomas (I metafāze) un pēc tam māsas hromatīdus (II metafāze).
Metafāze I
Pareizu hromosomu stāvokli I metafāzes ekvatoriālajā plāksnē panāk ar hiasmām. Chiasms pakļauj homologās hromosomas tā, ka tieši tās migrē polu virzienā.
Turklāt, kaut arī homologām hromosomām jābūt bipolārā orientācijā, māsu hromatidām tās nedrīkst būt. Tas ir, I metafāzē, pretēji II, katras homologās hromosomas māsu hromatidēm jābūt monopolārām (un pretēji homoloģiskā pāra hromatidām).
To panāk ar specifiskiem proteīniem, kas I metafāzes laikā saistās ar māsu hromatīdu kinetohooriem.
II metafāze
II metafāzes laikā hromosomas uz ekvatorijas plāksnes atrodas katras māsas kinetohora virzienā uz pretējiem poliem. Tas ir, tagad jūsu orientācija ir bipolāra. Šis hromosomu izvietojums ir specifisks olbaltumvielām.
Kontrolētās meiotiskās metafāzes garantē gametu veidošanos ar pareizu hromosomu skaitu un identitāti. Pretējā gadījumā var veicināt indivīdu izskatu ar ievērojamām hromosomu aberācijām.
Atsauces
- Alberts, B., Džonsons, AD, Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K., Valters, P. (2014) Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). WW Norton & Company, Ņujorka, NY, ASV.
- Goodenough, UW (1984) Ģenētika. WB Saunders Co Ltd, Filadelfija, PA, ASV.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskajā analīzē (11. izdevums). Ņujorka: WH Freeman, Ņujorka, NY, ASV.
- Maiato, H., Gomes, AM, Sousa, F., Barisic, M. (2017) Hromosomu kongresijas mehānismi mitozes laikā. Bioloģija 13, doi: 10.3390 / biology6010013
- Ishiguro, KI (2018) Košeina komplekss zīdītāju mejozē. Gēni uz šūnām, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Tan, CH, Gasic, I., Huber-Reggi, SP, Dudka, D., Barisic, M., Maiato, H., Meraldi, P. (2015) Metafāzes plāksnes ekvatoriālā pozīcija nodrošina simetrisku šūnu dalījumu. elife, 4: e05124. doi: 10.7554 / eLife.05124.