METAFÁZIS: MITÓZISBAN ÉS MEIOSISBAN - BIOLÓGIA - 2025

A metafázis a mitózis és a meiosis második stádiuma. Jellemző a kromoszómák igazítása a sejt egyenlõjénél. A kromoszómák kondenzációjához vezető fázis fontos eseményeit követően azokat mozgósítani kell.

A hatékony szegregáció elérése érdekében a kromoszómákat az egyenlítői lemezen kell elhelyezni. Miután helyesen helyezkedtek el, képesek lesznek az anafázis során a sejt pólusai felé vándorolni.

A mitotikus metafázis során a sejt egyenlítői lemezen igazodnak a kromoszómák. A (z) commons.wikimedia.org oldalból származik

Nem túlzás azt mondani, hogy a metafázis a mitózis és a meiosis egyik legfontosabb ellenőrző pontja. Mindkét esetben elengedhetetlen, hogy a kromoszómák az egyenlítői lemezen legyenek és a kinetokorák megfelelően orientáltak legyenek.

A mitózisban a kromoszómák az egyenlítői lemezen orientálódnak, oly módon, hogy nővérekromatidákat választanak ki. A meiosisban két metafázist találunk. Az I. metafázisban a bivalensek orientációja a homológ kromoszómák szegregációjához vezet. A II meiosis során a nővérekromatidok szegregációja érhető el.

Minden esetben a kromoszmák hatékony mobilizációját a mikrotubulus szervező központoknak (COM) köszönhetően érjük el. Az állati sejtekben centroszómákban vannak elrendezve, míg a növényekben valamivel összetettebb módon, de centriolek nélkül viselkednek.

Általában a metafázis garantálja a sejtek szimmetrikus megosztását. De a metafázis meghatározhat egy aszimmetrikus megoszlást is, amikor ez a szervezet igénye. Az aszimmetrikus megosztás alapvető része a sejt azonosság megszerzésének a metazoánokban.

A metafázis a mitózisban

Mind az állati, mind a növényi sejtekben vannak olyan mechanizmusok, amelyek garantálják, hogy a kromoszómák az egyenlítői lemezen helyezkedjenek el. Annak ellenére, hogy korábban a sejtoszlopok között egy képzeletbeli vonalként fogalmazták meg, úgy tűnik, hogy "valódi".

Silvia3, a Wikimedia Commonsból

Vagyis a cellában vannak olyan mechanizmusok, amelyek biztosítják, hogy a megosztó sejt kromoszómái elérjék ezt a pontot. A szabályozott aszimmetrikus hasadások kivételével ez mindig a helyzet, és ugyanaz a pont.

Egyenlítői lemez és igazítás

Az egyenlítői lemez elérése és a bélelés feldarabolása két független folyamat. Mindkettőt különböző fehérjék szabályozják.

Valójában az "orsó-szerelés ellenőrzése" rendszer megakadályozza az anafázisba való belépést, kivéve, ha az összes kromoszóma kapcsolódik az orsó valamilyen rostjával. A kromoszómában a kötőhely a kinetochore.

A metafázisban a kinetochoráknak bipoláris tájolást kell vállalniuk. Vagyis egy nyilvánvaló egyetlen centromerben két kinetochore lesz. Mindegyik a másikkal szemben lévő pólus felé fog irányulni.

A mikrotubulusok szervező központjai által elválasztott erő mellett a kromatidok és a kromoszóma közötti összekapcsolódási erőt is figyelembe kell venni.

A kromatidok a mitotikus cohesinek hatására továbbra is kapcsolódnak. Ezért a metafázisban szorosan egyesült testvérkromatidokkal kezdjük, amelyeket a sejt egyenlítőjén kell elhelyezni.

Amint mind elérik az egyenlítői lemezt, és bipolárisan orientálódnak a megfelelő orsószálakhoz, a metafázis véget ér.

A sejt egyenlítőjénél az orsószálak megtartják a kinetochorákat, amelyek az centrumokhoz vannak rögzítve az állati sejt ellentétes pólusaiban. A vonóerők ezt követően elkülönítik az egyes kromoszómák testvérkromatidjait, úgy, hogy ezek teljes csoportja vándoroljon az egyes pólusokra.

A nővér kromatidok koherensek és mikrotubulumokhoz kapcsolódnak. A következő oldalról módosítva:

Ez csak akkor érhető el, ha az összes kromoszóma a sejt egyenlítői lemezén helyezkedik el. Kimutatták, hogy ha valamelyik kromoszóma meghatározása időbe telik, akkor az orsó szálai észlelik azt, és várható, hogy mindegyik elhelyezkedjen, és folytatja szegregációját.

A metafázis a meiosisban

A meiotikus megosztás. Átvett az es.wikipedia.org oldalról

A mitózissal analóg módon a meiotikus testvérkromatidok is kapcsolódnak. De ebben az esetben a meiotikus cohesinek. Néhányuk az I. metafázisra, mások a II.

Ezen túlmenően a homológ kromoszómák részt vettek az igazítási, szinapszis és keresztezési folyamatokban. Vagyis elválaszthatatlanok a szinaptonemikus komplexektől, amelyek lehetővé tették az érintett DNS-molekulák rekombinációját és helyes szétválasztását. El kell választani őket.

A mitózissal ellentétben a meiozisban a DNS négy szálát kell elkülönítenie kettő helyett. Ezt úgy érik el, hogy először elválasztják a homológ kromoszómákat (I. metafázis), majd a nővére kromatidokat (II. Metafázis).

I. metafázis

A kromoszómák helyes pozícióját az I. metafázis egyenlítői lemezen a chiasmák képezik. A chiasmák homológ kromoszómákat tesznek ki, így azok válnak a pólusok felé.

Ezenkívül, bár a homológ kromoszómáknak bipoláris orientációval kell rendelkezniük, a testvér kromatidok nem. Vagyis az I. metafázisban, ellentétben a II-vel, az egyes homológ kromoszómák testvér kromatidjainak monopolárisnak kell lennie (és a homológ páréval ellentétesnek).

Ezt olyan specifikus fehérjékkel érik el, amelyek az I. metafázis során kötődnek a nővére kromatidok kinetochoráinak.

II. Metafázis

A II. Metafázis során a kromoszómák az egyenlítői lemezen helyezkednek el, az egyes nővérek kinetokorával, szemben lévő pólusokkal szemben. Vagyis most az irányultságod bipoláris. A kromoszómák ezen elrendezése protein-specifikus.

A kontrollált meiotikus metafázisok garantálják a megfelelő számú és azonos kromoszómájú ivarsejtek képződését. Egyébként elősegíthetjük a jelentős kromoszóma-rendellenességekkel rendelkező egyének megjelenését.

Irodalom

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014), Molecular Biology of the Cell (6. kiadás). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Goodenough, UW (1984), Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Bevezetés a genetikai elemzéshez (11. kiadás). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
4. Maiato, H., Gomes, AM, Sousa, F., Barisic, M. (2017) A kromoszóma kongresszió mechanizmusai a mitózis során. Biology 13, doi: 10.3390 / biology6010013
5. Ishiguro, KI (2018) A kohezin komplex emlősök meiosisában. Gének sejtekig, doi: 10.1111 / gtc.12652
6. Tan, CH, Gasic, I., Huber-Reggi, SP, Dudka, D., Barisic, M., Maiato, H., Meraldi, P. (2015) A metafázis lemez egyenlítői elhelyezkedése biztosítja a szimmetrikus sejtosztódást. elife, 4: e05124. doi: 10.7554 / eLife.05124.