Prometaphase היא שלב בתהליך חלוקת התא, ביניים בין prophase ו metaphase. היא מאופיינת באינטראקציה של הכרומוזומים המתחלקים עם המיקרו-צינורות האחראים להפרדתם. Prometaphase מופיע הן במיטוזה והן במיוזה, אך עם מאפיינים שונים.
המטרה הברורה של כל חלוקת התאים היא לייצר יותר תאים. כדי להשיג זאת, התא צריך לשכפל במקור את תוכן ה- DNA שלו; כלומר, לשכפל אותו. בנוסף לכל זה, על התא להפריד בין כרומוזומים אלה באופן שממלא את המטרה הספציפית של כל חלוקה בציטופלזמה.
Prometaphase של מיטוזה. נלקח מתוך wikimedia.org
במיטוזה, אותו מספר כרומוזומים מתא התא בתאי הבת. במיוזה אני, ההפרדה בין כרומוזומים הומולוגיים. במיוזה השנייה, ההפרדה בין כרומטידים אחות. כלומר, בסוף התהליך, השג את ארבעת המוצרים המיוטיים הצפויים.
התא מנהל את המנגנון המסובך הזה באמצעות שימוש ברכיבים מיוחדים כמו מיקרו-צינורות. אלה מאורגנים על ידי הצנטרוזום ברוב האוקריוטות. באחרים, להפך, כמו צמחים גבוהים יותר, סוג אחר של מרכז ארגון של המיקרו-צינורות מתפקד.
מיקרו-צינורות
מיקרו-צינורות הם פולימרים לינאריים של טובולין החלבוני. הם מעורבים כמעט בכל התהליכים הסלולריים המערבים עקירה של מבנה פנימי כלשהו. הם מהווים חלק בלתי נפרד משלד הציטוס, הצליפה והפללה.
במקרה של תאים צמחיים הם ממלאים תפקיד גם בארגון המבני הפנימי. בתאים אלה המיקרו-צינורות יוצרים סוג של שטיח קיר המחובר לחלק הפנימי של קרום הפלזמה.
מבנה זה, השולט על חלוקות תאים צמחיים, ידוע כארגון הקורטיקלי של מיקרו-צינורות. בזמן החלוקה המיטוטית, למשל, הם קורסים לטבעת מרכזית אשר תהיה האתר העתידי של הפלטה המרכזית, במטוס בו התא יתפלג.
מיקרו-צינורות מורכבים מאלפא-טובולין ובטא-טובולין. שתי יחידות משנה אלה מהוות הטרודימר, שהיא היחידה המבנית הבסיסית של חוטי טובולין. הפילמור של הדימרים מוביל להיווצרותם של 13 פרוטפילמנטים בארגון לרוחב שמוליד צילינדר חלול.
מיקרו-צינורות. נלקח מתוך commons.wikimedia.org
הצילינדרים החלולים של מבנה זה הם מיקרו-צינורות, אשר על ידי ההרכב שלהם מראים קוטביות. כלומר, קצה אחד יכול לצמוח על ידי הוספת הטרודימרים, ואילו את הקצה השני ניתן לחסר. במקרה האחרון, המיקרו-צינור, במקום להתארך בכיוון זה, מתכווץ.
גרעין המיקרו-צינורות (כלומר מתחילים לבצע פילמור) ומתארגנים למרכזי ארגון מיקרו-צינורית (COM). COMs קשורים לצנטרוזומים במהלך חלוקות בתאי בעלי חיים.
בצמחים גבוהים יותר, שאין להם צנטרוזומים, COM קיים באתרים אנלוגיים, אך מורכב מרכיבים אחרים. ב cilia ו flagella, ה- COM ממוקם בסיסי למבנה המוטורי.
תזוזה של כרומוזומים במהלך חלוקת תאים מושגת באמצעות מיקרו-צינורות. אלה מתווכים את האינטראקציה הגופנית בין הצנטרומרים של הכרומוזומים לבין ה- COMs.
על ידי תגובות דפלולימרטיזציה ממוקדות, כרומוזומי המטאפזה ינועו בסופו של דבר לעבר הקטבים של התאים המתחלקים.
הפרמטאפז המיטוטי
הפרדה נכונה של כרומוזומלים מיטוטיים היא כזו שמבטיחה שכל תא בת תקבל תוסף של כרומוזומים זהה לתא האם.
Silvia3, מ- Wikimedia Commons
המשמעות היא שעל התא להפריד כל זוג כרומוזומים משוכפלים לשני כרומוזומים נפרדים. כלומר, עליו להפריד את הכרומטידים האחות של כל זוג הומולוגי מכל השלמת הכרומוזומים של תא הגזע.
מיטוזה פתוחה
במיטוזות גלויות, תהליך היעלמות המעטפה הגרעינית הוא המאפיין המייחד את הפרמטאפזה. זה מאפשר את המכשול היחיד בין ה- MOC לבין המרכזיות של הכרומוזומים להיעלם.
מתוך ה- MOCs, חוטים ארוכים של מיקרו-צינוריות מפולמרים ומתארכים לכיוון הכרומוזומים. עם מציאת צנטרום, הפסיקור הופסק ומתקבל כרומוזום המקושר ל- COM.
במיטוזה הכרומוזומים כפולים. לכן יש גם שני צנטרומרים, אך עדיין מאוחדים באותו מבנה. משמעות הדבר היא שבסופו של תהליך הפילמור המיקרו-צינורי יהיו לנו שניים מהם בכל כרומוזום משוכפל.
נימה אחת תחבר צנטרום ל- COM, ואחרת לכרומטיד האחיות המחוברת ל- COM מול הראשונה.
מיטוזה סגורה
במיטוזות סגורות התהליך כמעט זהה לקודמו, אך עם הבדל גדול; המעטפה הגרעינית לא נעלמת. לכן COM הוא פנימי וקשור למעטפת הגרעינית הפנימית דרך הלמינה הגרעינית.
במיטוז סגור למחצה (או פתוח למחצה) המעטפה הגרעינית נעלמת רק בשתי הנקודות הנגדיות בהן קיים COM מיטוטי מחוץ לגרעין.
המשמעות היא שבמיטוזות הללו המיקרו-צינוריות חודרות לתוך הגרעין כדי להיות מסוגלים לגייס את הכרומוזומים בשלבים אחרי הפרמטאפזה.
הפרמטאפז המיוטי
החלוקה המיוטית. נלקח מ- es.wikipedia.org
מכיוון שמיוזה כרוכה בייצור של ארבעה תאים 'n' מתא אחד '2n', חייבים להיות שתי חלוקות של ציטופלזמה. בואו נסתכל על זה כך: בסוף המטאפזה אני יהיו ארבע פעמים יותר כרומטים מאשר צנטרומרים הנראים מתחת למיקרוסקופ.
לאחר החלוקה הראשונה יהיו שני תאים עם כרומטים כפליים מכפי צנטרומרים. רק בסוף החלוקה הציטופלזמית השנייה, כל הצנטרומרים והכרומטים יהפכו לאינדיבידואליים. יהיו צנטרומרים רבים ככל שיהיו כרומוזומים.
חלבון המפתח לאינטראקציות מורכבות בין כרומטיות המתרחשות במיטוזה ובמיוזה הוא קוכזין. אבל יש יותר סיבוכים במיוזה מאשר במיטוזה. אין זה מפתיע, אפוא, כי לכוכין מיוטי נבדל ממיטוטי.
Cohesins מאפשרים לכידות של כרומוזומים במהלך תהליך העיבוי המיטוטי והמיוטי שלהם. בנוסף, הם מאפשרים ומסדירים את האינטראקציה בין כרומטידים אחים בשני התהליכים.
אבל במיוזה הם גם מקדמים משהו שלא קורה במיטוזה: הזדווגות הומולוגית והסינפסות הנובעות מכך. חלבונים אלה שונים בכל מקרה. אפשר לומר שמיוזה ללא מלכיד המבדיל אותה, לא הייתה אפשרית.
מיוזיס אני
מבחינה מכנית, האינטראקציה בין צנטרומרים / COM זהה בכל חלוקת התאים. עם זאת, בפרמטאזה הראשונה של מיוזה אני התא לא יפריד בין כרומטידים אחים כמו במיטוזה.
לעומת זאת, לטטרד המיוטי יש ארבעה כרומטים במערך כפול של צנטרומרים לכאורה. במבנה זה יש משהו אחר שאינו קיים במיטוזה: chiasmata.
Chiasms, שהם צמתים פיזיים בין כרומוזומים הומולוגיים, הם המבדילים בין הצנטרומרים שצריך להפריד: אלו של הכרומוזומים ההומולוגיים.
לפיכך, בפרמטאזה הראשונה נוצרים קשרים בין מרכזי ההומולוגים לבין COM בקטבים מנוגדים של התא.
Meiosis II
פרמטאפזה II זה דומה יותר לפרומטאפזה מיטוטית מאשר לפרומטאזה I. מיוטית. במקרה זה, ה- COMs "ישגרו" מיקרו-צינורות במרכזים המשוכפלים של כרומטידים אחים.
כך, יופקו שני תאים עם כרומוזומים בודדים, תוצר של כרומטיד אחד מכל זוג. לפיכך, יופקו תאים עם השלמה כרומוזומלית מורכבת של המין.
הפניות
- אלברטס, ב., ג'ונסון, א.ד., לואיס, ג'יי, מורגן, ד., רף, מ., רוברטס, ק. וולטר, פ. (2014) ביולוגיה מולקולרית של התא (מהדורה 6). WW Norton & Company, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
- Goodenough, UW (1984) גנטיקה. WB Saunders Co. בע"מ, פילדלפיה, פנסילווניה, ארה"ב.
- גריפית'ס, AJF, ווסלר, ר., קרול, ס.ב., דובי, ג'יי (2015). מבוא לניתוח גנטי (מהדורה 11). ניו יורק: WH Freeman, ניו יורק, ניו יורק, ארה"ב.
- אישגורו, ק.- I. (2018) מתחם הלכידות במיוזה של יונקים. גנים לתאים, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Manka, SW, Moores, CA (2018) מבנה מיקרו-צינורי על ידי cryo-EM: תמונות של חוסר יציבות דינמית. מאמרים בביוכימיה, 62: 737-751.