Metafáze v mitóze a meióze



metafáze je to druhá etapa mitózy a meiózy. Vyznačuje se vyrovnáním chromozomů v rovníku buňky. Po klíčových událostech prophase, které vedly ke kondenzaci chromozomů, musí být mobilizovány.

Pro dosažení účinné segregace musí být chromosomy umístěny na rovníkové desce. Po správném umístění mohou během anafáze migrovat směrem k pólům buňky.

Není přehnané zajistit, aby metafáze byla jedním z nejdůležitějších kontrolních bodů mitózy a meiózy. V obou případech je nezbytné, aby chromozomy byly v rovníkové destičce a aby byly kinetochory orientovány správným způsobem..

V mitóze jsou chromozomy orientovány v rovníkové desce tak, že vylučují sesterské chromatidy. V meiosis najdeme dvě metafáze. V metafáze I vede orientace mlhovin k segregaci homologních chromozomů. V meiosis II je dosaženo segregace sesterských chromatidů.

Ve všech případech je účinná mobilizace chromosomů dosažena díky centrům organizace mikrotubulů (COM). Ve zvířecích buňkách jsou organizováni v centrosomech, zatímco v rostlinách působí poněkud složitějším způsobem, ale bez centriolů.

Obecně metafáze zaručuje symetrické dělení buněk. Metafáze však může také určit asymetrické dělení, kdy je to potřeba organismu. Asymetrická divize je základní součástí získávání buněčné identity v metazoanech.

Index

  • 1 Metafáze v mitóze
    • 1.1 Rovníková deska a vyrovnání
  • 2 Metafáze v meióze
    • 2.1 Metafáze I
    • 2.2 Metafáza II
  • 3 Odkazy

Metafáze v mitóze

Jak v živočišné buňce, tak v rostlině existují mechanismy, které zaručují, že chromozomy jsou umístěny v rovníkové desce. Ačkoli to bylo pojato dříve, než imaginární čára mezi buňkami pólu, zdá se, že je "skutečná".

To znamená, že v buňce existují mechanismy, které zaručují, že chromozomy v dělící se buňce dosáhnou takového bodu. S výjimkou řízených asymetrických dělení je to vždycky a to samé.

Rovníková deska a vyrovnání

Dosažení rovníkové desky a zarovnání k dělení jsou dva nezávislé procesy. Oba jsou řízeny množstvím různých proteinů.

Ve skutečnosti systém kontroly sestavy vřetena zabraňuje vstupu do anafázy, pokud nejsou všechny chromozomy spojeny s nějakým vřetenovým vláknem. V chromozomu je vazebné místo kinetochore. 

V metafáze musí kinetochores zaujmout bipolární orientaci. To znamená, že ve zdánlivém jediném centromeru budou dvě kinetochory. Každá z nich bude orientována na opačný pól.

Kromě separační síly vyvíjené centry organizace mikrotubulů musí být také zvážena vazebná síla mezi chromatidy a chromosomy..

Chromatidy zůstávají spojeny působením mitotických kohezinů. Metafáze proto začíná s pevně vázanými sesterskými chromatidy, které musí být umístěny v rovníku buňky.

Po dosažení celé rovníkové desky a orientace bipolárně připojené k jejich příslušným vláknům vřetena končí metafáze.

Jakmile se v rovníku buňky, vlákna vřetena budou držet pohromadě kinetochores k centrioles u opačných pólů zvířecí buňky. Trakční síly následně oddělují sesterské chromatidy každého chromozomu, takže jejich kompletní soubor migruje do každého pólu.

Toho lze dosáhnout pouze tehdy, jsou-li všechny chromozomy umístěny v rovníkové desce buňky. Bylo prokázáno, že pokud nějaký chromozóm trvá nějakou dobu, vlákna vřetena ho vnímají a čekají, až se všechny umístí, aby pokračovaly v jeho segregaci.

Metafáze v meióze

Podobně jako mitóza jsou také spojeny meiotické sesterské chromatidy. Ale v tomto případě pro meiotické koheziny. Některé jsou specifické pro metafázu I a jiné jsou metafáze II.

Kromě toho, homologní chromozomy byly součástí procesu vyrovnání, synapse a zesítění. To znamená, že jsou neoddělitelné od synaptonemických komplexů, které umožnily rekombinaci a správnou segregaci zúčastněných molekul DNA. Musíte je také oddělit.

Na rozdíl od mitózy musíte v meiosis oddělit čtyři řetězce DNA namísto dvou. Toho je dosaženo nejprve oddělením homologních chromozomů (metafáze I) a potom sesterských chromatidů (metafáze II)..

Metafáze I

Správné umístění chromozomů v rovníkové desce metafáze I je dosaženo chiasmas. Chiasmy vystavují homologní chromozomy tak, že jsou to, co migrují směrem k pólům.

Ačkoli homologní chromozomy musí vykazovat bipolární orientaci, sesterské chromatidy ne. To znamená, že v metafáze I, na rozdíl od II, sesterské chromatidy každého homologního chromozomu musí být monopolární (a opačné k tomu homologního páru).

Toho je dosaženo pomocí specifických vazebných proteinů k kinetochorům sesterských chromatidů během metafáze I .

Metafáze II

Během metafáze II jsou chromosomy zarovnány v rovníkové destičce s kinetochorem každé sestry chromatidu čelem proti opačným pólům. Teď je jeho orientace bipolární. Toto uspořádání chromozomů je specifické pro protein.

Kontrolované meiotické metafáze zaručují produkci gamet se správným počtem a identitou chromozomů. Jinak může být podporován výskyt jedinců s významnými chromozomálními aberacemi.

Odkazy

  1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. vydání). W. Norton & Company, New York, NY, USA.
  2. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd., Philadelphia, PA, USA.
  3. Griffiths, A. J. F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
  4. Maiato, H., Gomes, A.M., Sousa, F., Barisic, M. (2017) Mechanismy chromosomové kongrese během mitózy. Biology 13, doi: 10.3390 / biology6010013
  5. Ishiguro, K. I. (2018) Komplex kohezinů v meióze savců. Geny do buněk, doi: 10.1111 / gtc.12652
  6. Tan, C. H., Gasic, I., Huber-Reggi, S. P., Dudka, D., Barisic, M., Maiato, H., Meraldi, P. (2015) Rovníková poloha desky metafáze zajišťuje symetrické buněčné dělení. elife, 4: e05124. doi: 10.7554 / eLife.05124.