MITOTIK MIL: YAPI, OLUŞUM, IŞLEV VE EVRIM - BIYOLOJI - 2025

Mitotik veya renkli olmayan iğ mitotik makine olarak da adlandırılan, hücre bölünmesi (mitoz ve mayoz) sırasında oluşan protein tabiatlı bir mikrotübül oluşan bir hücre yapısıdır.

Akromatik terimi, orcein A veya B boyaları ile boyanmaması gerçeğini ifade eder Mil, hücre bölünmesinden kaynaklanan iki yavru hücre arasında genetik materyalin eşit dağılımına katılır.

Şekil 1. Akromatik veya mitotik iğ ile kardeş kromatitlerin ayrılma sürecinin özeti. Kaynak: Silvia3, Wikimedia Commons'tan

Hücre bölünmesi, hem miyotik hücreler olan gametlerin hem de bir organizmanın büyümesi ve gelişmesi için gerekli olan somatik hücrelerin zigottan üretildiği süreçtir.

Ardışık iki bölünme arasındaki geçiş, süresi hücre tipine ve maruz kaldığı uyaranlara bağlı olarak büyük ölçüde değişen hücre döngüsünü oluşturur.

Ökaryotik bir hücrenin (gerçek bir çekirdeğe ve zarla sınırlı organellere sahip bir hücre) mitozu sırasında, birkaç faz meydana gelir: S fazı, ön faz, prometafaz, metafaz, anafaz, telofaz ve arayüz.

Kromozomlar başlangıçta yoğunlaşarak kromatitler adı verilen iki özdeş filament oluşturur. Her kromatid, hücre bölünmesinden önce kutuplara doğru göç sürecinde temel bir rol oynayan, sentromer adı verilen bir bölge ile birbirine bağlanmış, önceden oluşturulmuş iki DNA molekülünden birini içerir.

Mitotik bölünme, bir organizmanın yaşamı boyunca gerçekleşir. İnsan yaşamı boyunca vücutta yaklaşık ¹⁰¹⁷ hücre bölünmesinin meydana geldiği tahmin edilmektedir . Mayotik bölünme, gamet üreten hücrelerde veya cinsiyet hücrelerinde meydana gelir.

Yapı ve oluşum

Hücre iskeleti ile ilişki

Akromatik mil, uzunlamasına bir protein mikrofibril sistemi veya hücresel mikrotübül olarak kabul edilir. Hücre bölünmesi sırasında, kromozomal sentromerler ile hücre kutuplarındaki sentrozomlar arasında oluşur ve aynı miktarda genetik bilgiye sahip yavru hücreler oluşturmak için kromozomların göçüyle ilgilidir.

Sentrozom, mikrotübüllerin hem akromatik iğden hem de hücre iskeletinden çıktığı bölgedir. Bu iğ mikrotüpleri, hücre iskeletinden ödünç alınan tübülin dimerlerinden oluşur.

Mitozun başlangıcında, hücrenin hücre iskeletinin mikrotübüler ağı parçalanır ve akromatik mil oluşur. Hücre bölünmesi gerçekleştikten sonra, mil çözülür ve hücre iskeletinin mikrotübül ağı yeniden organize olur ve hücreyi dinlenme durumuna geri döndürür.

Mitotik aparatta üç tip mikrotübül olduğunu ayırt etmek önemlidir: iki tip iğ mikrotübülü (kinetokor ve polar mikrotübüller) ve bir tip aster mikrotübül (astral mikrotübüller).

Akromatik milin iki taraflı simetrisi, iki yarısını bir arada tutan etkileşimlerden kaynaklanmaktadır. Bu etkileşimler şunlardır: polar mikrotübüllerin üst üste binen pozitif uçları arasında yanal; veya kinetokorun mikrotübülleri ile kardeş kromatitlerin kinetokoru arasındaki terminal etkileşimlerdir.

Hücre döngüsü ve akromatik mil: S fazı, ön faz, ön faz, metafaz, anafaz, telofaz ve arayüz.

DNA replikasyonu, hücre döngüsünün S fazında meydana gelir, daha sonra faz sırasında sentrozomların göçü, hücrenin zıt kutuplarına doğru gerçekleşir ve kromozomlar da yoğunlaşır.

prometafaz

Prometafazda, mitotik mekanizmanın oluşumu, mikrotübüllerin bir araya gelmesi ve çekirdeğe girmeleri sayesinde gerçekleşir. Sentromerlerle bağlanan kardeş kromatitler üretilir ve bunlar da mikrotübüllere bağlanır.

Metafaz

Metafaz sırasında kromozomlar hücrenin ekvator düzleminde hizalanır. Mil, merkezi bir mitotik mil ve bir çift yıldız şeklinde düzenlenmiştir.

Her aster, sentrozomlardan hücre korteksine uzanan yıldız şeklinde düzenlenmiş mikrotübüllerden oluşur. Bu astral mikrotübüller, kromozomlarla etkileşime girmez.

Daha sonra, yıldızın sentrozomdan hücre korteksine yayıldığı ve hem tüm mitotik aparatın konumuna hem de sitokinez sırasında hücre bölünmesi düzleminin belirlenmesine katıldığı söylenir.

anafaz

Daha sonra, anafaz sırasında, akromatik milin mikrotübülleri, kinetokorları yoluyla kromozomlara pozitif bir uçta ve bir negatif uçta bir sentrozoma sabitlenir.

Kardeş kromatidlerin bağımsız kromozomlara ayrılması meydana gelir. Bir kinetokor mikrotübüle bağlı her bir kromozom, bir hücre kutbuna hareket eder. Aynı anda hücre kutuplarının ayrılması meydana gelir.

Telofaz ve sitokinez

Son olarak, telofaz ve sitokinez sırasında, çekirdek çekirdeklerin etrafında çekirdek zarları oluşur ve kromozomlar yoğunlaşmış görünümünü kaybeder.

Mikrotübüller depolimerize olurken ve hücre bölünmesi arayüze girerken mitotik iğ kaybolur.

Kromozomal göç mekanizması

Bununla birlikte, kromozomların kutuplara doğru göçünde ve ardından kutupların birbirinden ayrılmasında rol oynayan mekanizma tam olarak bilinmemektedir; Kinetokor ile ona bağlı milin mikrotübülü arasındaki etkileşimlerin bu sürece dahil olduğu bilinmektedir.

Her bir kromozom karşılık gelen kutba doğru göç ederken, bağlı mikrotübülün veya kinetokorik mikrotübülün depolimerizasyonu meydana gelir. Bu depolimerizasyonun, milin mikrotübülüne bağlı kromozomun pasif hareketini oluşturabileceğine inanılmaktadır.

Ayrıca ATP'nin hidrolizinden gelen enerjinin kullanılacağı kinetokor ile bağlantılı başka motor proteinlerin olabileceğine de inanılmaktadır.

Bu enerji, kromozomun mikrotübül boyunca göçünü, sentrozomun bulunduğu "daha az" olarak adlandırılan ucuna yönlendirmeye hizmet edecektir.

Birlikte, mikrotübülün kinetokora veya "artı" uca bağlanan ucunun depolimerizasyonu meydana gelebilir ve bu da kromozomun hareketine katkıda bulunur.

fonksiyon

Akromatik veya mitotik iğ, kromozomları kinetokorları vasıtasıyla sabitleme, onları hücre ekvatoru ile hizalama ve son olarak kromatitlerin bölünmeden önce hücrenin zıt kutuplarına doğru göçünü yönlendirme işlevini yerine getiren hücresel bir yapıdır. ortaya çıkan iki yavru hücre arasında genetik materyalin eşitlenmesi.

Bu süreçte hatalar meydana gelirse, anormal gelişim modellerine (embriyogenez sırasında meydana gelebilecek) ve çeşitli patolojilere (bireyin doğumundan sonra meydana gelecek) dönüşen kromozom eksikliği veya fazlalığı oluşur.

Kontrol edilecek diğer özellikler

Evrimsel olarak, her adımın mikrotübül motor proteinleri tarafından gerçekleştirildiği oldukça fazlalık bir mekanizma olarak seçilmiştir.

Mikrotübüllerin evrimsel kazanılmasının, bir ökaryotik hücrenin, bu akromatik iğ yapılarını sergileyen bir prokaryotik hücreyi çevreden emdiği bir endosimbiyoz sürecinden kaynaklandığına inanılmaktadır. Bunların hepsi mitozun başlangıcından önce olmuş olabilir.

Bu hipotez, mikrotübül protein yapılarının başlangıçta bir itme işlevini yerine getirmiş olabileceğini ileri sürer. Daha sonra, yeni bir organizmanın parçası olduklarında, mikrotübüller hücre iskeletini ve daha sonra mitotik makineyi oluşturacaktı.

Evrimsel tarihte, ökaryotik hücre bölünmesinin temel şemasında farklılıklar olmuştur. Hücre bölünmesi, temel bir süreç olan hücre döngüsünün yalnızca bazı aşamalarını temsil ediyordu.

Referanslar

1. Bolsaver, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White, HA ve Wiedemann, CG (2003). Hücre biyolojisi, kısa bir kurs. İkinci baskı. pp 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
2. Friedmann, T., Dunlap, JC ve Goodwin, SF (2016). Genetikteki Gelişmeler. İlk baskı. Elsevier Academic Press. s. 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
3. Hartwell, L., Goldberg, ML, Fischer, J. ve Hood, L. (2017). Genetik: Genlerden Genomlara. Altıncı baskı. McGraw-Hill. pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
4. Mazia, D. ve Dan, K. (1952). Bölünen Mitotik Aparatların İzolasyonu ve Biyokimyasal Karakterizasyonu. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 38 (9), 826–838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
5. Yu, H. (2017). Genetik İletişim: Görselleştirmeler ve Temsiller. Palgrave Macmillan İngiltere. İlk baskı. s ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4