Prometaphase ในเซลล์และไมโอซิส

prometaphase มันเป็นขั้นตอนของกระบวนการแบ่งเซลล์ระดับกลางระหว่างการพยากรณ์และเมตาเฟส มันเป็นลักษณะการทำงานร่วมกันของการแบ่งโครโมโซมกับ microtubules ที่จะแยกพวกเขา พรอมเมธาเกิดขึ้นทั้งในไมโทซิสและไมโอซิส แต่มีลักษณะแตกต่างกัน.

วัตถุประสงค์ที่ชัดเจนของการแบ่งเซลล์ทั้งหมดคือการผลิตเซลล์มากขึ้น เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้เซลล์จะต้องทำซ้ำเนื้อหาของ DNA ในตอนแรก นั่นคือทำซ้ำ นอกจากนี้เซลล์จะต้องแยกโครโมโซมเหล่านี้เพื่อให้วัตถุประสงค์เฉพาะของไซโตพลาสซึมแต่ละส่วนถูกทำให้สมบูรณ์. 

ใน mitosis จำนวนโครโมโซมของเซลล์แม่ในเซลล์ลูกสาวมีจำนวนเท่ากัน ในไมโอซิสฉันการแยกระหว่างโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน ในไมโอซิสที่สองคือการแยกระหว่างโครมาทิดน้องสาว นั่นคือเมื่อสิ้นสุดกระบวนการให้ได้รับผลิตภัณฑ์ meiotic ทั้งสี่ที่คาดหวัง.

เซลล์จัดการกลไกที่ซับซ้อนนี้ผ่านการใช้ส่วนประกอบพิเศษเช่น microtubules สิ่งเหล่านี้ถูกจัดระเบียบโดย centrosome ในยูคาริโอตส่วนใหญ่ ในทางกลับกันเช่นเดียวกับต้นไม้ที่สูงกว่าศูนย์งานไมโครรูทแบบอื่นทำงาน.

ดัชนี

• 1 microtubules
• 2 The mitotic prometaphase
  • 2.1 Open mitosis
  • 2.2 Mitosis ปิด
• 3 Meteica prometaphase
  • 3.1 Meiosis I
  • 3.2 Meiosis II
• 4 อ้างอิง

ไมโครทูบรู

Microtubules เป็นโพลีเมอร์เชิงเส้นของโปรตีน tubulin พวกมันเข้าไปแทรกแซงกระบวนการเซลล์เกือบทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดของโครงสร้างภายในบางอย่าง พวกมันเป็นส่วนสำคัญของโครงร่างโครงร่าง cilia และ flagella.

ในกรณีของเซลล์พืชพวกเขายังมีบทบาทในองค์กรโครงสร้างภายใน ในเซลล์เหล่านี้ microtubules ก่อตัวเป็นผ้าม่านที่ติดอยู่กับด้านในของเยื่อหุ้มพลาสมา.

โครงสร้างนี้ซึ่งควบคุมการแบ่งเซลล์ของพืชเป็นที่รู้จักกันในชื่อ microtubule cortical Organization ยกตัวอย่างเช่นในช่วงเวลาของการแบ่งทิคพวกมันจะยุบตัวลงในวงแหวนกลางซึ่งจะเป็นที่ตั้งของจานกลางในอนาคตในระนาบที่เซลล์จะถูกแบ่ง.

Microtubules ประกอบด้วย alpha-tubulin และ beta-tubulin หน่วยย่อยทั้งสองนี้สร้างเป็นเฮเทอโรดีเมอร์ซึ่งเป็นหน่วยโครงสร้างพื้นฐานของไส้หลอด พอลิเมอไรเซชันของตัวหรี่แสงจะนำไปสู่การก่อตัวของโปรโตฟิลาเมนต์ 13 ตัวในองค์กรด้านข้างที่ก่อให้เกิดกระบอกกลวง.

กระบอกกลวงของโครงสร้างนี้คือ microtubules ซึ่งองค์ประกอบของพวกมันแสดงขั้ว นั่นคือปลายด้านหนึ่งสามารถเติบโตได้โดยการเพิ่มตัวเสริมเฮเทอโรไดเมียในขณะที่ปลายอีกด้านสามารถหักออกได้ ในกรณีสุดท้ายนี้ microtubule แทนที่จะยาวไปในทิศทางนั้นจะหดตัว.

microtubules นั้นมีนิวเคลียส (นั่นคือพวกมันเริ่มที่จะทำพอลิเมอร์) และจัดระเบียบในการจัดระเบียบ microtubule center (COM) COMs เกี่ยวข้องกับ centrosomes ในระหว่างการแบ่งในเซลล์สัตว์.

ในพืชที่สูงขึ้นซึ่งไม่มี centrosomes, COM อยู่ในเว็บไซต์ที่คล้ายคลึงกัน แต่เกิดขึ้นจากส่วนประกอบอื่น ๆ ใน cilia และ flagella COM ตั้งอยู่ที่โครงสร้างมอเตอร์.

การกำจัดของโครโมโซมในระหว่างการแบ่งเซลล์สามารถทำได้ผ่าน microtubules สิ่งเหล่านี้เป็นสื่อกลางในการปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพระหว่าง centromeres ของโครโมโซมและ COM.

โดยปฏิกิริยาการทำให้เกิดปฏิกิริยา depolymerization เป้าหมายโครโมโซม metaphase ในที่สุดจะย้ายไปที่ขั้วของเซลล์ที่แบ่ง.

โปรติเฟสเฟสทิค

การแบ่งเซลล์ของ mitotic chromosomal ที่ถูกต้องคือสิ่งที่รับรองได้ว่าเซลล์ลูกสาวแต่ละเซลล์จะได้รับส่วนประกอบของโครโมโซมเหมือนกับเซลล์แม่.

ซึ่งหมายความว่าเซลล์จะต้องแยกโครโมโซมที่ซ้ำกันแต่ละคู่ออกเป็นสองโครโมโซมเดี่ยวและแยกอิสระ นั่นคือมันจะต้องแยก chromatids น้องสาวของแต่ละคู่ที่คล้ายคลึงกันของโครโมโซมของเซลล์แม่.

เปิดไมซิส

ในการเปิดไมซิสกระบวนการของการหายตัวไปของซองจดหมายนิวเคลียร์คือจุดเด่นของโปรเฟสตาเฟส สิ่งนี้ทำให้สิ่งกีดขวางเพียงอย่างเดียวระหว่าง MOC และ centromeres ของโครโมโซมหายไป.

จาก MOC เส้นใยยาวของ microtubules ที่ยาวไปทางโครโมโซมจะถูกทำให้เป็นพอลิเมอร์ เมื่อพบ centromere การเกิดพอลิเมอไรเซชันจะหยุดลงและโครโมโซมที่เชื่อมโยงกับ COM จะได้รับ.

ใน mitosis โครโมโซมเป็นสองเท่า ดังนั้นจึงมีสอง centromeres แต่ยังรวมกันในโครงสร้างเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าในตอนท้ายของกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของไมโครรูตเราจะมีสองตัวต่อโครโมโซมซ้ำ.

เส้นใยจะแนบ centromere ไปที่ COM และอีกอันกับ chromatid น้องสาวที่ติดกับ COM ตรงข้ามกับอันแรก.

ปิดไมโตซิส

ในการปิด mitoses กระบวนการเกือบจะเหมือนกับก่อนหน้านี้ แต่มีความแตกต่างใหญ่; ซองจดหมายนิวเคลียร์ไม่ได้หายไป ดังนั้น COM จึงเป็นแบบภายในและเกี่ยวข้องกับซองจดหมายนิวเคลียร์ภายในผ่านแผ่นลามิเนตของนิวเคลียร์.

ใน mitosis กึ่งปิด (หรือกึ่งเปิด) ซองนิวเคลียร์จะหายไปที่จุดตรงข้ามสองจุดที่มี mitotic COM อยู่นอกนิวเคลียส.

ซึ่งหมายความว่าใน microtubules เหล่านี้จะช่วยลดการแทรกซึมเข้าไปในนิวเคลียสเพื่อให้สามารถระดมโครโมโซมในขั้นตอนต่อจาก prometaphase.

โปรเมโธเซส meiotic

เนื่องจากไมโอซิสเกี่ยวข้องกับการผลิตเซลล์สี่ 'n' จากเซลล์ '2n' จึงต้องมีไซโตพลาสซึมสองส่วน ลองดูดังนี้: ในตอนท้ายของ metaphase ฉันจะมี chromatids มากกว่าสี่เท่ากว่า centromeres ที่มองเห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์.

หลังจากการแบ่งส่วนแรกจะมีสองเซลล์ที่มี chromatids มากถึงสองเท่าของ centromeres เฉพาะในตอนท้ายของแผนกไซโตพลาสซึมที่สองเท่านั้นที่ centromeres และ chromatids ทั้งหมดจะถูกทำให้เป็นรายบุคคล จะมี centromeres มากเท่าที่มีโครโมโซม.

โปรตีนที่สำคัญสำหรับการเกิดปฏิกิริยาระหว่างโครมาตินที่ซับซ้อนเหล่านี้ที่เกิดขึ้นในไมโทซิสและไมโอซิสคือโคเลนิน แต่มีภาวะแทรกซ้อนในไมโอซิสมากกว่าในไมโทซิส จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่ cohesin แบบ meiotic นั้นแตกต่างจาก mitotic.

Cohesins ช่วยให้การทำงานร่วมกันของโครโมโซมในระหว่างกระบวนการของการควบแน่นทิคส์และไมโอติก นอกจากนี้ยังอนุญาตและควบคุมการทำงานร่วมกันระหว่างโครมาทิดของน้องสาวในกระบวนการทั้งสอง.

แต่ในไมโอซิสพวกเขายังส่งเสริมบางสิ่งที่ไม่ได้เกิดขึ้นในไมโทซิส: การจับคู่ระหว่างโฮโลแกรมและผลสืบเนื่องที่เกิดขึ้น โปรตีนเหล่านี้มีความแตกต่างกันในแต่ละกรณี เราสามารถพูดได้ว่าไมโอซิสโดยไม่ต้อง cohesin ที่แยกความแตกต่างมันจะเป็นไปไม่ได้.

ไมโอซิส 1

กลไกในการพูดการทำงานร่วมกันของ centromere / COM นั้นเหมือนกันในทุกการแบ่งเซลล์ อย่างไรก็ตามใน prometaphase I ของไมโอซิส I เซลล์จะไม่แยก chromatids น้องสาวเหมือนในเซลล์.

ในทางตรงกันข้าม meiotic tetrad มี chromatids สี่ตัวในชุด centromeres คู่ที่เห็นได้ชัด ในโครงสร้างนี้มีสิ่งอื่นที่ไม่ได้อยู่ในเซลล์: chiasmas.

ที่ chiasmas ซึ่งเป็นสหภาพแรงงานระหว่าง homologous chromosomes คือสิ่งที่แยกความแตกต่างระหว่าง centromeres ที่ต้องแยก: พวกโครโมโซมคล้ายคลึงกัน.

ดังนั้นใน prometaphase I การเชื่อมต่อจะเกิดขึ้นระหว่าง centromeres ของ homologs และ COM ที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์.

ไมโอซิส II

prometaphase II นี้คล้ายกับ mitotic prometaphase มากกว่า prometaphase meiotic I. ในกรณีนี้ COM "จะปล่อย" microtubules กับ centromeres ที่ซ้ำซ้อนของ chromatids น้องสาว.

ดังนั้นสองเซลล์ที่มีโครโมโซมผลิตภัณฑ์แต่ละตัวของหนึ่ง chromatid ของแต่ละคู่จะมีการผลิต ดังนั้นเซลล์ที่มีส่วนประกอบของโครโมโซมเดี่ยวจะถูกส่งไปยังสายพันธุ์.

การอ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A.D. , Lewis, J. , Morgan, D. , Raff, M. , Roberts, K. , Walter, P. (2014) ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ (รุ่นที่ 6) W. W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Goodenough, U. W. (1984) พันธุศาสตร์ W. B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
3. Griffiths, A.J.F. , Wessler, R. , Carroll, S.B. , Doebley, J. (2015) การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเบื้องต้น (ฉบับที่ 11) นิวยอร์ก: ว. วชิรเอช. ฟรีแมนนิวยอร์กนิวยอร์กสหรัฐอเมริกา.
4. Ishiguro, K.- ฉัน (2018) กลุ่ม cohesin ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดไมโอซิส ยีนถึงเซลล์, ดอย: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, S. W. , Moores, C. A. (2018) โครงสร้าง Microtubule โดย cryo-EM: ภาพรวมของความไม่แน่นอนแบบไดนามิก บทความทางชีวเคมี, 62: 737-751.