Prometafase bij mitose en meiose

de prometaphase het is een stadium van het proces van de celdeling, intermediair tussen profase en metafase. Het wordt gekenmerkt door de interactie van delende chromosomen met microtubuli die ze zullen scheiden. Prometfas komt voor bij mitose en meiose, maar met andere kenmerken.

Het duidelijke doel van alle celdeling is om meer cellen te produceren. Om dit te bereiken, moet de cel oorspronkelijk zijn DNA-inhoud dupliceren; dat wil zeggen, repliceer het. Bovendien moet de cel deze chromosomen scheiden, zodat aan het specifieke doel van elke verdeling van het cytoplasma wordt voldaan.. 

Bij mitose hetzelfde aantal chromosomen van de moedercel in de dochtercellen. In meiose I, de scheiding tussen de homologe chromosomen. In meiose II, de scheiding tussen zuster-chromatiden. Dat wil zeggen, aan het einde van het proces de vier verwachte meiotische producten verkrijgen.

De cel beheert dit gecompliceerde mechanisme door het gebruik van gespecialiseerde componenten zoals microtubuli. Deze zijn georganiseerd door het centrosoom in de meeste eukaryoten. In andere daarentegen, net als de hogere planten, werkt een ander type microtubule organisatiecentrum.

index

• 1 De microtubules
• 2 De mitotische prometafase
  • 2.1 Open mitose
  • 2.2 Mitose gesloten
• 3 Meteica-prometafase
  • 3.1 Meiose I
  • 3.2 Meiose II
• 4 Referenties

De microtubules

Microtubules zijn lineaire polymeren van het tubuline-eiwit. Ze komen tussen in bijna alle cellulaire processen die verplaatsing van een interne structuur met zich meebrengen. Ze zijn een integraal onderdeel van het cytoskelet, cilia en flagellen.

In het geval van plantencellen spelen ze ook een rol in de interne structurele organisatie. In deze cellen vormen de microtubuli een soort tapijt dat aan de binnenkant van het plasmamembraan is bevestigd.

Deze structuur, die de celdelingen van planten bestuurt, staat bekend als de microtubule corticale organisatie. Op het moment van mitotische verdeling, bijvoorbeeld, vallen ze samen in een centrale ring die de toekomstige plaats van de centrale plaat zal zijn, in het vlak waar de cel zal worden verdeeld..

Microtubules zijn samengesteld uit alfa-tubuline en beta-tubuline. Deze twee subeenheden vormen een heterodimeer, dat de elementaire structurele eenheid van tubuline-filamenten is. De polymerisatie van de dimeren leidt tot de vorming van 13 protofilamenten in een laterale organisatie die aanleiding geeft tot een holle cilinder.

De holle cilinders van deze structuur zijn microtubules, die door hun eigen samenstelling polariteit vertonen. Dat wil zeggen, het ene uiteinde kan groeien door de toevoeging van heterodimeren, terwijl het andere uiteinde kan worden afgetrokken. In dit laatste geval krimpt de microtubule in plaats van in die richting te verlengen.

De microtubuli zijn genucleëerd (dat wil zeggen ze beginnen te polymeriseren) en organiseren zich in het organiseren van microtubule centra (COM). COM's worden geassocieerd met centrosomen tijdens delingen in dierlijke cellen.

In hogere planten, die geen centrosomen hebben, is COM aanwezig in analoge locaties, maar gevormd door andere componenten. In cilia en flagella bevindt de COM zich basaal ten opzichte van de motorstructuur.

De verplaatsing van chromosomen tijdens celdelingen wordt bereikt door microtubules. Deze bemiddelen de fysieke interactie tussen de centromeren van de chromosomen en de COM.

Door gerichte depolymerisatiereacties zullen metafase-chromosomen uiteindelijk in de richting van de polen van delende cellen bewegen.

De mitotische prometafase

De correcte mitotische chromosomale segregatie is die welke garandeert dat elke dochtercel een chromosoom-complement ontvangt dat identiek is aan dat van de moedercel.

Dit betekent dat de cel elk paar gedupliceerde chromosomen moet scheiden in twee individuele en onafhankelijke chromosomen. Dat wil zeggen, het moet de zusterchromatiden van elk homoloog paar van het gehele complement van chromosomen van de moedercel afzonderen.

Open mitose

Bij open mitose is het verdwijningsproces van de nucleaire envelop het kenmerk van prometafase. Hierdoor kan het enige obstakel tussen de MOC en de centromeren van de chromosomen verdwijnen..

Van de MOC worden lange filamenten van microtubuli die zich uitstrekken naar de chromosomen gepolymeriseerd. Wanneer een centromeer wordt gevonden, stopt de polymerisatie en wordt een chromosoom gekoppeld aan een COM verkregen..

Bij mitose zijn de chromosomen dubbel. Daarom zijn er ook twee centromeren, maar nog steeds verenigd in dezelfde structuur. Dit betekent dat aan het einde van het polymerisatieproces van de microtubules we er twee zullen hebben per gedupliceerd chromosoom.

Een filament hecht een centromeer aan een COM, en een ander aan de chromataat van de zuster, bevestigd aan de COM tegenover de eerste.

Mitose gesloten

In gesloten mitoses is het proces bijna identiek aan het vorige, maar met een groot verschil; de nucleaire envelop verdwijnt niet. Daarom is de COM intern en wordt hij geassocieerd met de interne nucleaire enveloppe via de nucleaire lamina.

In semi-gesloten (of halfopen) mitose verdwijnt de nucleaire envelop alleen op de twee tegenovergestelde punten waar een mitotische COM buiten de kern bestaat.

Dit betekent dat in deze mitosen de microtubules de kern binnendringen om de chromosomen in stappen na de prometafase te kunnen mobiliseren..

De promethephase meiotic

Omdat meiose de productie van vier 'n' cellen uit een '2n' cel betreft, moeten er twee divisies van cytoplasma zijn. Laten we het als volgt zien: aan het einde van metafase I zullen er vier keer meer chromatiden dan centromeren zichtbaar zijn onder de microscoop.

Na de eerste deling zullen er twee cellen zijn met tweemaal zoveel chromatiden als centromeren. Pas aan het einde van de tweede cytoplasmatische verdeling worden alle centromeren en chromatiden geïndividualiseerd. Er zullen evenveel centromeren zijn als er chromosomen zijn.

Het belangrijkste eiwit voor deze complexe interchromatin-interacties die optreden bij mitose en meiose is cohesine. Maar er zijn meer complicaties bij meiose dan bij mitose. Het is daarom niet verrassend dat de meiotische cohesine verschilt van mitotisch.

De cohesies maken de cohesie van de chromosomen mogelijk tijdens hun proces van mitotische en meiotische condensatie. Bovendien laten ze toe en reguleren ze de interactie tussen zuster-chromatiden in beide processen.

Maar in meiose bevorderen ze ook iets dat bij mitose niet gebeurt: de koppeling tussen homologen en de daaruit voortvloeiende synapsen. Deze eiwitten zijn in elk geval verschillend. We zouden kunnen zeggen dat meiose zonder een samenhang die hem onderscheidt, niet mogelijk zou zijn.

Meiose I

Mechanistisch gezien is de interactie tussen centromere en COM hetzelfde in elke celdeling. Echter, in prometaphase I van meiose I zal de cel zusterchromatiden niet scheiden zoals bij mitose.

In contrast, de meiotische tetrad bezit vier chromatiden in een schijnbare dubbele set van centromeren. In deze structuur is er nog iets dat niet aanwezig is in mitose: chiasma's.

De chiasma's, die fysieke verbindingen zijn tussen homologe chromosomen, is wat een onderscheid maakt tussen de centromeren die moeten worden gescheiden: die van de homologe chromosomen.

In prometaphase I worden dus verbindingen gevormd tussen centromeren van homologen en COM aan tegenovergestelde polen van de cel.

Meiose II

Deze prometafase II lijkt meer op de mitotische prometafase dan op de prometafase meiotisch I. In dit geval zal de COM "microtubules" vrijgeven aan de gedupliceerde centromeren van de zusterchromatiden..

Aldus zullen twee cellen met individueel chromosomenproduct van één chromatide van elk paar worden geproduceerd. Daarom zullen cellen met het haploïde chromosomale complement aan de soort worden gegeven.

referenties

1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6e editie). W.W. Norton & Company, New York, NY, VS..
2. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W.B. Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, VS..
3. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). Een inleiding tot genetische analyse (11e druk). New York: W.H. Freeman, New York, NY, VS..
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Het cohesinecomplex bij meiose bij zoogdieren. Genen to Cells, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, S. W., Moores, C. A. (2018) Microtubule-structuur door cryo-EM: snapshots van dynamische instabiliteit. Essays in Biochemistry, 62: 737-751.