metafaza

Nuklearna podjela (mitoza) stanica eukariotskih organizama s replikacijom DNK može se podijeliti u četiri glavne faze. Naziva se druga glavna faza metafaza u toku kojih se kromosomi stežu u spiralu i položaj u ekvatorijalnoj ravnini s približno jednakom udaljenosti od oba suprotna pola. Vlakna vretena povezana su sa centromerama kromosoma s oba pola.

Što je metafaza?

Metafaza je druga od ukupno četiri glavne faze u koju se može podijeliti nukleusna podjela eukariotskih stanica, zvana mitoza. Tijekom metafaze karakterističan je raspored kromosoma u takozvanoj ekvatorijalnoj ravnini ili metafaznoj ploči.

Svaki pojedini kromosom sastoji se od četiri kromatide, od kojih su dva "identična". Kromatide se u početku drže zajedno pomoću zajedničkog centromera. Na centromerama se formiraju male proteinske strukture na koje se pričvršćuju vlakna stupova vretena kako bi sestične kromatide povukle na suprotne polove. Razdvajanje kromatida već je dio anafaze koja slijedi metafazu.

Tijekom metafaze proizvode se svi pripravci koji su potrebni da se kromatide odvoje od centromera kako bi se mogli privući na stupove. Tek kada su svi centromeri povezani s odgovarajućim polnim vlaknima ili mikrotubulama, veze kromatida na njihovom centromeru oslobađaju se tako da započinje njihovo pomicanje na odnosni pol.

Funkcija i zadatak

U ljudskom tijelu postoji stalna potreba za rastom temeljenim na reprodukciji stanica, koji uglavnom slijedi načelo diobe stanica. U nukleiranim stanicama pojedinačnih i višećelijskih organizama (eukarioti), podjele uključuju podjelu citoplazme i njihovih staničnih jezgara.

Dvije stanice kćeri proizvedene tijekom dijeljenja identične su u svojim skupinama diploidnih kromosoma s odgovarajućom "matičnom stanicom", tako da je rast određenih tkiva u tijelu teoretski neograničen na temelju neseksualne diobe stanica sve dok proces dijeljenja ne bude prekinut ili završen supstancama koje inhibiraju rast.

Proces diobe stanica povezan je i s procesom nuklearne diobe, koji je poznat kao mitoza. Unutar mitoze, druga od ukupno četiri glavne faze poznata je kao metafaza. Važna je veza u procesu podjele jezgre. Metafaza je važna kako bi se kromatide dvostrukog skupa kromosoma postavile u ekvatorijalnu ravninu ili metaplatu na takav način da ih vlakna mikrotubula mogu povući u smjeru oba pola u sljedećoj anafazi.

Posebno važna funkcija metafaze je provjeravanje (kontrolna točka) i nadzor vlakana vretena (mikrotubula) koje izlaze iz polova. Mora se osigurati da su mikrotubule spojene na "ispravni" centromere. To osigurava da su dva skupa kromosoma koji su grupirani na polovima tijekom sljedeće anafaze apsolutno identični. To se može postići samo kromatidom kromosoma na svakom od dva pola nakon što je jezgra podijeljena.

Ako bi se, primjerice, na jednom od dva pola našle identične sestrinske kromatide, a nedostajale na drugom polu, to bi dovelo do znatnih poremećaja s nemogućnošću daljnjeg rasta stanica ili nekontroliranog rasta. U slučaju stanica parenhima dolazi do gubitka specifične funkcionalnosti stanica.

Bolesti i bolesti

Mitoza utjelovljuje vrlo složen proces koji uključuje rizik od pogrešaka unutar replikacije DNA niti i raspodjele kromatida na dva pola, s ponekad dalekosežnim posljedicama. Na primjer, "pogrešno" pričvršćivanje mikrotubula na kinetohore centromera može se dogoditi relativno često. Na primjer, određeni kinetohori mogu ostati slobodni, tj. Nisu spojeni na mikrotubule ili su oba kromatida u centromerima povezana na mikrotubule istog pola. Jedna od najvažnijih funkcija metafaze nalazi se u provjeri ispravnosti i potpune vezanosti mikrotubula na kinetohoru.

Izdvajanje kromosoma u anafazi normalno se oslobađa tek kad je provjera vlakana vretena uspješna i svi kinetohori signaliziraju ispravnu vezu. Mitotičku kontrolnu točku provodi skupina specijaliziranih proteina koji suzbijaju ili unovčuju prijelaz na anafazu ako adhezija ne odgovara ciljanoj vrijednosti. Proces je donekle usporediv s pit stopom utrke u Formuli 1, kada sva četvorica montera moraju izvijestiti o završetku nakon promjene kotača prije nego što vozač Formule 1 može započeti ponovno.

Drugi veći problem nastaje kada se naprave greške u razbijanju lanaca DNK. To može dovesti do gubitka funkcije stanica i do kontinuiranog, brzog ili sporog napredovanja daljnjih mitoza koje više ne reagiraju na tjelesne inhibitore rasta. Neinhibirani rast karakterizira benigne (benigne) ili maligne (maligne) tumore.

Ostali problemi mogu nastati metilacijom DNA. Kada se DNA lanci razdvoje, aktivnost DNA metiltransferaza može dovesti do dodavanja metilnih skupina (-CH3) u DNK. Proces ne odgovara mutaciji gena u konvencionalnom smislu, ali odgovara epigenetskoj promjeni pogođenog gena. "Metilacija gena" obično dovodi do fenotipsko prepoznatljivih promjena kod pogođene jedinke i uglavnom se prenose na sljedeću generaciju stanica - slično kao u nasljeđivanju.

U kojoj mjeri se razvoj benignih i zloćudnih tumora i metilacija DNA može pratiti natrag u procesima unutar metafaze nije na odgovarajući način istražen.