metafază

Diviziunea nucleară (mitoză) a celulelor organismelor eucariote cu replicarea ADN-ului poate fi împărțită în patru faze principale. A doua etapă principală este numită metafază în cursul căruia cromozomii se contractă în spirală și poziție în plan ecuatorial cu aproximativ aceeași distanță față de ambii poli opuși. Fibrele axului sunt conectate la centromele cromozomilor de la ambii poli.

Ce este metafază?

Metafază este a doua dintr-un total de patru faze principale în care diviziunea nucleului celulelor eucariote, numită mitoză, poate fi împărțită. În timpul metafazei, este caracteristică dispunerea cromozomilor în așa-numitul plan ecuatorial sau placă metafazică.

Fiecare cromozom este format din patru cromatide, dintre care două sunt „identice”. Cromatidele sunt inițial ținute împreună de centromerele lor comune. Structuri proteice mici se formează pe centromeres, la care fibrele poli din ax se atașează pentru a atrage cromatidele surori la poli opusi. Tragerea în afară de cromatide este deja parte a anafazei care urmează metafazei.

În timpul metafazei se fac toate preparatele care sunt necesare pentru a detașa cromatidele de centromere pentru a putea fi trase la poli. Doar atunci când toate centromele sunt conectate cu fibrele polului sau microtubulii corespunzători, legăturile cromatidelor de pe centromerele lor sunt eliberate astfel încât începerea deplasării lor la polul respectiv.

Funcție și sarcină

În corpul uman există o nevoie continuă de creștere bazată pe reproducerea celulelor, care respectă mai ales principiul diviziunii celulare. În celulele nucleate ale organismelor unice și multicelulare (eucariote), diviziunile includ diviziunea citoplasmei și a nucleelor ​​lor celulare.

Cele două celule fiice produse în timpul diviziunii sunt identice în seturile lor cromozomiale diploide cu „celula mamă” respectivă, astfel încât creșterea anumitor țesuturi din corp este teoretic nelimitată pe baza diviziunii celulare non-sexuale, atâta timp cât procesul de divizare nu este întrerupt sau încetat de substanțe care inhibă creșterea.

Procesul de divizare celulară este, de asemenea, legat de procesul de diviziune nucleară, care este cunoscută sub numele de mitoză. În cadrul mitozei, a doua dintr-un total de patru faze principale este cunoscută sub numele de metafază. Este o legătură importantă în procesul divizării de bază. Metafază este importantă pentru a poziționa cromatidele setului dublu de cromozomi în planul ecuatorial sau a metaplatei astfel încât să poată fi trase de filamentele microtubulului în direcția celor doi poli în anafaza ulterioară.

O funcție deosebit de importantă a metafazei este verificarea (punctul de control) și monitorizarea fibrelor axului (microtubuli) care provin din poli. Trebuie să se asigure că microtubulii sunt conectați la centromerul „corect”. Acest lucru asigură că cele două seturi de cromozomi care sunt grupate la poli în timpul anafazei ulterioare sunt absolut identice. Acest lucru poate fi obținut numai având o cromatidă a unui cromozom la fiecare dintre cei doi poli după ce nucleul a fost împărțit.

Dacă, de exemplu, două cromatide surori identice ar fi găsite la unul dintre cei doi poli și lipseau la celălalt pol, acest lucru ar duce la tulburări considerabile, cu imposibilitatea creșterii celulare ulterioare sau a creșterii nemarcate. În cazul celulelor parenchimului, ar exista o pierdere a funcționalității specifice a celulelor.

Boli și afecțiuni

Mitoza întruchipează un proces foarte complex care implică riscul de erori în replicarea catenelor ADN și distribuția cromatidelor pe cei doi poli, cu consecințe uneori de anvergură. De exemplu, atașarea „incorectă” a microtubulilor la kinetochorii centromilor poate apărea relativ des. De exemplu, anumite kinetochore pot rămâne libere, adică neconectate la un microtubul sau ambele cromatide sunt conectate la microtubuli ai aceluiași pol la centromerele lor. Una dintre cele mai importante funcții ale metafazei constă în verificarea atașării „corecte” și complete a microtubulilor la cinetocore.

Extragerea cromozomilor în anafază este eliberată în mod normal numai atunci când verificarea fibrelor fusului este reușită și toți kinetochorii semnalează conexiunea corectă. Punctul de control mitotic este implementat de un grup de proteine ​​specializate care suprimă sau încasează banii în tranziția la anafază, dacă adeziunea nu corespunde valorii țintă. Procesul este oarecum comparabil cu un pit stop într-o cursă de Formula 1, când toate cele patru montatoare trebuie să raporteze finalizarea după schimbarea roților înainte ca șoferul de Formula 1 să poată începe din nou.

O altă problemă mai mare apare atunci când se fac greșeli în spargerea catenelor ADN. Acest lucru poate duce la o pierdere a funcției celulelor și la o mitoză continuă, rapidă sau lentă, care nu mai reacționează la inhibitorii de creștere ai organismului. Creșterea neinhibată caracterizează tumorile benigne (benigne) sau maligne (maligne).

Alte probleme pot apărea din metilarea ADN-ului. Când firele de ADN sunt împărțite, activitatea ADN-metiltransferazelor poate duce la adăugarea de grupări metilice (-CH3) la ADN. Procesul nu corespunde unei mutații genice în sens convențional, dar corespunde unei schimbări epigenetice a genei afectate. „Metilarea genelor” conduce de obicei la schimbări fenotipice de recunoscut la individul afectat și este transmis mai ales la următoarea generație de celule - similară cu o moștenire.

Nu a fost cercetată în mod adecvat dezvoltarea tumorilor benigne și maligne și a metilării ADN-ului către procesele din metafază.