Prometafaz profaz ve metafaz arasındaki ara hücre bölünmesi işleminin bir aşamasıdır. Bölünen kromozomların, onları ayırmaktan sorumlu mikrotübüllerle etkileşimi ile karakterizedir. Prometafaz, hem mitoz hem de mayozda ortaya çıkar, ancak farklı özelliklere sahiptir.
Tüm hücre bölünmesinin net amacı, daha fazla hücre üretmektir. Bunu başarmak için, hücrenin orijinal olarak DNA içeriğini kopyalamaları gerekir; yani kopyalayın. Buna ek olarak, hücre bu kromozomları, her sitoplazma bölünmesinin özel amacını yerine getirecek şekilde ayırmalıdır.
Mitozun prometafazı. Wikimedia.org'dan alınmıştır
Mitozda, yavru hücrelerdeki ana hücreden aynı sayıda kromozom. Mayoz I'de, homolog kromozomlar arasındaki ayrım. Mayoz II'de kardeş kromatitler arasındaki ayrım. Yani, sürecin sonunda, beklenen dört mayotik ürünü elde edin.
Hücre, bu karmaşık mekanizmayı mikrotübüller gibi özel bileşenlerin kullanımıyla yönetir. Bunlar çoğu ökaryotta sentrozom tarafından düzenlenir. Diğerlerinde, tam tersine, daha yüksek bitkiler gibi, mikrotübüllerin başka bir tür organizasyon merkezi işlev görür.
Mikrotübüller
Mikrotübüller, protein tübülinin doğrusal polimerleridir. Bazı iç yapıların yer değiştirmesini içeren hemen hemen tüm hücresel süreçlerde yer alırlar. Hücre iskeleti, kirpikler ve kamçıların ayrılmaz bir parçasıdırlar.
Bitki hücreleri söz konusu olduğunda, iç yapısal organizasyonda da rol oynarlar. Bu hücrelerde mikrotübüller, plazma zarının iç kısmına bağlı bir tür duvar halısı oluşturur.
Bitki hücre bölünmelerini kontrol eden bu yapı, mikrotübüllerin kortikal organizasyonu olarak bilinir. Örneğin, mitotik bölünme sırasında, hücrenin bölüneceği düzlemde, merkezi plakanın gelecekteki bölgesi olacak merkezi bir halkaya çökerler.
Mikrotübüller, alfa tübülin ve beta tübülinden oluşur. Bu iki alt birim, tübülin filamentlerinin temel yapısal birimi olan bir heterodimer oluşturur. Dimerlerin polimerizasyonu, içi boş bir silindire neden olan yanal bir organizasyonda 13 protofilament oluşumuna yol açar.
Mikrotübüller. Commons.wikimedia.org adresinden alınmıştır
Bu yapının içi boş silindirleri, kendi bileşimleri ile polarite gösteren mikrotübüllerdir. Yani, bir ucu heterodimerler ekleyerek büyüyebilir, diğer ucu ise çıkarılabilir. İkinci durumda, mikrotübül bu yönde uzamak yerine küçülür.
Mikrotübüller çekirdeklenir (yani polimerleşmeye başlar) ve mikrotübül düzenleme merkezleri (COM) halinde organize olur. COM'lar, hayvan hücrelerinde bölünmeler sırasında sentrozomlarla ilişkilidir.
Sentrozomlara sahip olmayan daha yüksek bitkilerde COM, benzer bölgelerde bulunur, ancak diğer bileşenlerden oluşur. Kirpikler ve kamçıda COM, motor yapının tabanında bulunur.
Hücre bölünmeleri sırasında kromozomun yer değiştirmesi, mikrotübüllerle sağlanır. Bunlar, kromozomların sentromerleri ile COM'lar arasındaki fiziksel etkileşime aracılık eder.
Hedeflenen depolimerizasyon reaksiyonlarıyla, metafaz kromozomları sonunda bölünen hücrelerin kutuplarına doğru hareket edecektir.
Mitotik prometafaz
Doğru mitotik kromozom ayrımı, her yavru hücrenin ana hücreninkine özdeş bir kromozom tamamlayıcısı almasını garanti eden bir şeydir.
Silvia3, Wikimedia Commons'tan
Bu, hücrenin her bir çift kromozom çiftini iki ayrı ayrı kromozoma ayırması gerektiği anlamına gelir. Yani, her bir homolog çiftin kardeş kromatidlerini, kök hücrenin tüm kromozomlarından ayırması gerekir.
Açık mitoz
Açık mitozlarda, nükleer zarfın kaybolma süreci, prometafazın ayırt edici özelliğidir. Bu, MOC ile kromozomların sentromerleri arasındaki tek engelin ortadan kalkmasına izin verir.
MOC'lerden, uzun mikrotübül filamentleri polimerize edilir ve kromozomlara doğru uzar. Bir sentromer bulduktan sonra, polimerizasyon durur ve bir COM'a bağlı bir kromozom elde edilir.
Mitozda kromozomlar ikiye katlanır. Bu nedenle, iki centromer de vardır, ancak yine de aynı yapıda birleşmiştir. Bu, mikrotübül polimerizasyon işleminin sonunda, çoğaltılmış kromozom başına ikisine sahip olacağımız anlamına gelir.
Bir filaman, bir COM'a bir sentromere ve birincinin karşısındaki COM'a bağlı olan kardeş kromatide başka bir sentromere bağlayacaktır.
Kapalı mitoz
Kapalı mitozlarda, süreç öncekiyle hemen hemen aynıdır, ancak büyük bir fark vardır; nükleer zarf kaybolmaz. Bu nedenle, COM içseldir ve nükleer tabaka yoluyla iç nükleer zarfla ilişkilidir.
Yarı kapalı (veya yarı açık) mitozlarda, nükleer zarf yalnızca çekirdeğin dışında mitotik bir COM'un bulunduğu iki zıt noktada kaybolur.
Bu, bu mitozlarda mikrotübüllerin, kromozomları prometafazdan sonraki adımlarda hareket ettirebilmek için çekirdeğe girdiği anlamına gelir.
Mayotik prometafaz
Mayoz bölünmesi. Es.wikipedia.org adresinden alınmıştır
Mayoz bölünme, bir '2n' hücresinden dört 'n' hücrenin üretimini içerdiğinden, iki sitoplazma bölümü olmalıdır. Şöyle bakalım: metafazın sonunda, mikroskopta görülebilen sentromerlerden dört kat daha fazla kromatit olacak.
İlk bölünmeden sonra, sentromerlerin iki katı kadar kromatide sahip iki hücre olacaktır. Sadece ikinci sitoplazmik bölünmenin sonunda tüm sentromerler ve kromatitler bireyselleşecektir. Kromozomlar kadar çok sentromer de olacaktır.
Mitoz ve mayozda meydana gelen bu karmaşık kromatin arası etkileşimlerin anahtar proteini kohezindir. Ancak mayozda mitoza göre daha fazla komplikasyon vardır. Bu nedenle, mayotik kohezinin mitotikten farklı olması şaşırtıcı değildir.
Kohezinler, mitotik ve mayotik yoğunlaşma süreçleri sırasında kromozomların kohezyonuna izin verir. Ek olarak, her iki işlemde de kardeş kromatitler arasındaki etkileşime izin verir ve bunları düzenlerler.
Ancak mayozda, mitozda olmayan bir şeyi de teşvik ederler: homolog çiftleşme ve sonuçta ortaya çıkan sinapslar. Bu proteinler her durumda farklıdır. Onu ayıran bir kohezin olmadan mayoz bölünmesinin mümkün olmayacağını söyleyebiliriz.
Mayoz ben
Mekanik olarak konuşursak, sentromer / COM etkileşimi tüm hücre bölünmesinde aynıdır. Bununla birlikte, mayoz I prometafaz I'de hücre kardeş kromatitleri mitozda olduğu gibi ayırmayacaktır.
Aksine, mayotik tetrad, görünen bir çift santromer setinde dört kromatide sahiptir. Bu yapıda mitozda olmayan başka bir şey daha var: chiasmata.
Homolog kromozomlar arasındaki fiziksel birlikler olan kiazma, hangi sentromerlerin ayrılması gerektiğini ayırt eden şeydir: homolog kromozomlar.
Böylece, prometafaz I'de, hücrenin zıt kutuplarında homologların sentromerleri ile COM arasında bağlantılar oluşturulur.
Mayoz II
Bu prometafaz II, miyotik prometafaz I'e göre mitotik prometafaza daha benzerdir. Bu durumda, COM'lar, kardeş kromatitlerin duplike sentromerlerinde mikrotübülleri "başlatacaktır".
Böylece, her bir çiftten bir kromatidin ürünü olan ayrı kromozomlara sahip iki hücre üretilecektir. Bu nedenle, türlerin haploid kromozomal tamamlayıcısı olan hücreler üretilecektir.
Referanslar
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, ABD.
- Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ABD.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Genetik Analize Giriş (11. baskı). New York: WH Freeman, New York, NY, ABD.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Memeli mayozunda kohezin kompleksi. Genlerden Hücrelere, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Manka, SW, Moores, CA (2018) Cryo-EM ile mikro tüp yapısı: dinamik kararsızlığın anlık görüntüleri. Biyokimyada Denemeler, 62: 737-751.