Prophase ir pirmais posms šūnu dalīšanās ar šūnu dalīšanās un meiosis. Tā ir fāze pēc DNS sintēzes posma (šūnu cikla S fāze). Šajā posmā hromosomas sasniedz augstu kondensācijas un individualitātes pakāpi.
Mejozes gadījumā ir divi propāzes, kas ļoti atšķiras viens no otra un no mitozes. Piemēram, tikai meiotiskajā I fāzē notiek rekombinācija. Šī fāze ir sadalīta dažādos posmos: leptotēns, zigotēns, pahitenēns, diplotēns un diakineze.
Prophase. Leomonaci98, no Wikimedia Commons
Prohāzes laikā papildus kondensācijai, ko sasniedz dublētās hromosomas, pārkodolu procesi notiek ārpus kodolenerģijas līmeņa. Vissvarīgākais citoplazmatiskais notikums fāzes laikā ir ahromatiskās vārpstas veidošanās pie katra šūnas pola. Tas ļauj mobilizēt hromosomas secīgos šūnu dalīšanas posmos, lai nodrošinātu pareizu to segregāciju.
Starp šūnu dalīšanos dzīvnieku šūnās un augu šūnās ir būtiskas atšķirības. Daži no tiem tiks pieminēti vēlāk. Tomēr kopumā notiek pilnīga šūnas pārkārtošana.
Tāpēc mitoze un meioze koncentrējas uz DNS un kodola likteni. Bet patiesība ir tāda, ka tad, kad šūna dalās, viss dalās, un viss piedalās šajā procesā.
Tādējādi visi šūnu komponenti notiek radikālas izmaiņas mitozes un mejozes laikā. Endoplazmatiskais retikulums un Golgi komplekss, šķiet, pazūd: tomēr tie tikai maina savu struktūru. Mitohondriji un hloroplasti arī sadalās, radot jaunus organellus.
Propāze mitozē
Šūnu dalīšana mitozē. Ņemts no es.wikipedia.org
Dzīvnieku profaze
Dzīvnieku šūnām ir viena centriole. Pabeidzot DNS sintēzi, gatavojoties mitozei, centriole arī gatavojas sadalīties.
Centrioļus veido identisku struktūru pāris, ko sauc par diplosomām un ir perpendikulāri viens otram. Šīs ir atsevišķas, un katra no tām būs forma jaunas ģenēzes radīšanai. Jaunās diplosomas sintēze notiek, kad katrs vecais diplosoms migrē uz pretējiem šūnas poliem.
Otrais, ar kuru tiek noteikts, vai tas ir process, ar kuru notiek dalīšana ar augu šūnām, ir hromatīna sablīvēšanās. Tas, iespējams, ir visievērojamākais citoloģiskais propāzes elements šūnu dalīšanas laikā.
DNS sasniedz augstu sablīvēšanās pakāpi, un pirmo reizi to novēro kā morfoloģiski individualizētu hromosomu.
Saspiestajās hromosomās ir iesaistīti katra no tām māsu hromatīdi, kurus joprojām apvieno viens un tas pats centromērs. Lai gan šis centromērs patiešām ir divkāršs, tas uzvedas kā viens.
Hromosomas tiks uzskatītas par X, jo tās ir divas kopijas hromatīdi, kas piestiprināti vienā centrā. Tāpēc katrā šūnā, kas atrodas fāzē, būs divkāršs hromatīdu skaits, salīdzinot ar centromēru skaitu, kas vienāds ar sugas “2n” numuru.
Tas ir, propāzes mitotiskā šūna ir diploīda pēc centromēru skaita, bet tetraploīds (4n) - pēc hromatīdu skaita.
Dārzeņu propāze
Augu šūnās pirms fāzes notiek fāze, ko sauc par pirmsfāzi. Gatavojoties šūnu dalīšanai, lielo šūnu vakuols sadalās.
Pateicoties tam, veidojas brīva vai neaizņemta citoplazmas josla, ko sauc par fragmosomu. Tas ļauj augu šūnas kodolam pozicionēties šūnas ekvatora virzienā.
Turklāt mikrotubulu garozas organizācija sabrūk tās pašas vietas virzienā. Tas radīs tā dēvēto pirmsfāzu joslu (BPP).
Augu šūnu dalīšanas pirmsprocesuālā josla. Paņemts no en.wikipedia.org
Pirmsprocesuālā josla vispirms parādīsies kā gredzens, bet galu galā aptvers kodolu. Tas ir, mikrotubulas, kas iekšēji līnijas šūnu membrānu, visas mobilizēsies fragmentosomas virzienā.
Tad prefāziskā josla, kas ieskauj ekvatoriālo kodolu, ļaus lokāli organizēt vietu, kur galu galā parādīsies fragmoplasti, kas to aizstās.
Dinamiski runājot, augu šūnas mikrotubulas pāries no vienas fāzes uz otru bez acīmredzamām pārejām. Tas ir, no garozas izkārtojuma līdz fragmosomam un no turienes līdz fragmoplastam.
Visu šo strukturālo izmaiņu vieta augu šūnā ir tāda pati, kur notiks šūnu plāksnes nogulsnēšanās. Tāpēc tas attēlo plakni, kurā šūna sadalīsies.
Visā pārējā gadījumā augu propāze ir identiska tai, kas novērota dzīvnieku šūnu propāzei
Prophase meiozes gadījumā
Meiotiskā dalīšana. Pārņemts no es.wikipedia.or
Tikai meiozes I fāzē notiek ģenētiskā rekombinācija. Tāpēc, veidojot sarežģītas struktūras starp hromosomām, mejozē ir nepieciešami divi dalījumi.
Ar iepriekšēju DNS sintēzi māsu hromatīdi tika izgatavoti katrā hromosomā. Ar viņu sablīvēšanos mums ir dubultās hromosomas, kas meiozes gadījumā arī saista pāri homologiem.
Tas noved pie bivalentu (divu savstarpēji saistītu homoloģisku hromosomu) veidošanās. Tā kā katrs no tiem ir dublēts, mēs faktiski runājam par tetradiem. Tas ir, no hromatīdu tetradiem, kas apvienoti struktūrā, kas jāatrisina ar divu šūnu dalījumu palīdzību.
Pirmajā tiks atdalītas homologās hromosomas, bet otrajā - māsu hromatīdi.
I fāze
Meiotiskajā I fāzē māsu hromatīdi tiek organizēti uz kompaktajām olbaltumvielu struktūrām, kas veido centrālo hromosomu asi.
Uz šīs ass izveidosies sinaptonēmiskais komplekss (CS), kas homologās pārošanās hromosomas uzturēs kopā. I fāzes laikā sinaptonēmiskais komplekss ļaus homologām hromosomām iekļūt sinapsēs.
Šajos posmos var veidot krustpunktus, kas ir redzami kā chiasmas, kur notiks ģenētiskās rekombinācijas process. Tas ir, fiziskā apmaiņa starp iesaistītajām DNS molekulām, kas nosaka pahitenēnu.
II fāze
Pirms II fāzes nav veikta iepriekšēja DNS sintēze. Šeit tika mantotas dubultās hromosomas, kas savienotas ar to pašu (dubulto) centromēru. Tas notiek tāpēc, ka DNS sintēze gan mitozes, gan meiozes gadījumā notiek tikai šūnu cikla S (sintēzes) fāzē.
Šajā otrajā nodaļā mums būs četri meiocīti. Meiocīts ir šūna, kas ir meiotiskās dalīšanās produkts.
Tāpēc II fāze būs atbildīga par māsu hromatīdu atdalīšanu no hromosomām, kas mantotas no I. fāzes. Tāpēc meiozes procesa beigās katram meiocītam būs sugas haploīds hromosomu komplekts.
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.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Koheīna komplekss zīdītāju mejozē. Gēni uz šūnām, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmusens, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Citoskeleta un saistīto olbaltumvielu loma augu šūnu dalīšanās plaknes noteikšanā. The Plant Journal, 75: 258-269.