Структура митотског вретена, формирање, функција и еволуција

Тхе митотиц спиндле или ахроматична, која се такође назива митотичка машина, је ћелијска структура састављена од микротубула протеинске природе које се формирају током дељења ћелија (митоза и мејоза).

Термин ахроматски означава да се не боји са бојама орцеин А или Б. Вретено учествује у правичној расподели генетског материјала између две ћелије ћерке, која је резултат дељења ћелија..

Подела ћелија је процес којим се генеришу оба гамета, који су меиотичке ћелије, и соматске ћелије неопходне за раст и развој организма из зиготе..

Прелаз између две узастопне поделе чини ћелијски циклус, чије трајање варира у зависности од типа ћелије и подражаја којима је изложена..

Током митозе еукариотске ћелије (ћелија која има праве језгре и органеле који су ограничени мембранама), јавља се неколико фаза: С фаза, профаза, прометапаза, метафаза, анафаза, телофаза и интерфејс.

У почетку се хромозоми кондензују, формирајући два идентична влакна која се називају кроматиди. Свака хроматида садржи један од два претходно створена ДНА молекула, повезана заједно са подручјем званим центромер, које игра фундаменталну улогу у процесу миграције према половима пре ћелијске деобе..

Митотичка подела се одвија током читавог живота организма. Процењује се да се у људском животу у телу налази око 10 особа¹⁷ подела ћелија. Меиотичка подела се одвија у ћелијама које производе гамете, или полне ћелије.

Индек

• 1 Структура и обука
  • 1.1 Однос са цитоскелетом
  • 1.2 Ћелијски циклус и акроматско вретено: С фаза, профаза, прометапхаза, метафаза, анафаза, телофаза и интерфаза.
  • 1.3 Механизам хромозомалне миграције
• 2 Функција
  • 2.1 Остале функције које треба верификовати
• 3 Еволуција механизма
• 4 Референце

Структура и обука

Однос са цитоскелетом

Ахроматско вретено се сматра лонгитудиналним системом протеинских микрофибрила или ћелијских микротубула. Формира се у време дељења ћелија, између хромозомских центромера и центросома на ћелијским половима, и односи се на миграцију хромозома да би се створиле ћелије кћери са истом количином генетске информације.

Центрозом је регион где микротубуле потичу од акроматског вретена и цитоскелета. Ове вретенасте микротубуле сачињене су од тубулинских димера који су позајмљени из цитоскелета.

На почетку митозе, микротубуларна мрежа цитоскелета ћелије се дисартикулише и формира се акроматско вретено. Након што се дешава ћелијска деоба, вретено се дисартикулише и реорганизује мрежа микротубула цитоскелета, чиме се ћелија враћа у стање мировања..

Важно је разликовати да у митотичком апарату постоје три врсте микротубула: два типа микротубула вретена (кинетохоре и поларне микротубуле) и један тип астралне микротубуле (астралне микротубуле)..

Билатерална симетрија акроматског вретена је резултат интеракција које одржавају њене двије половице заједно. Ове интеракције су: или латералне, између позитивних преклапања крајева поларних микротубула; или су терминалне интеракције између микротубула кинетохора и кинетохора сестринских хроматида.

Ћелијски циклус и акроматско вретено: С фаза, профаза, прометапаза, метафаза, анафаза, телофаза и интерфаза.

Репликација ДНК се дешава током С фазе ћелијског циклуса, затим, у току профаса, миграција центросома до супротних полова ћелије се дешава и хромозоми се такође кондензују..

Прометапхасе

У прометапази настаје стварање митотичке механизације, захваљујући спајању микротубула и њиховом продирању у унутрашњост језгра. Генерисане су сестринске хроматиде повезане са центромерима и оне се, пак, вежу за микротубуле.

Метапхасе

Током метафазе, хромозоми су поравнати у екваторијалној ћелијској равни. Вретено је организовано у централном митотичком вретену и пару астера.

Свака астер се састоји од микротубула распоређених у облику звезде које се протежу од центросома до ћелијског кортекса. Ове астралне микротубуле нису у интеракцији са хромозомима.

Речено је, дакле, да се астер зрачи из центросома, у ћелијски кортекс и учествује како на локацији читавог митотског апарата тако и на одређивању равни дељења ћелија током цитокинезе.

Анапхасе

Касније, током анафазе, микротубуле вретена су усидрене позитивним крајем хромозома кроз њихове кинетохоре и негативним крајем до центросома..

Раздвајање сестринских хроматида одвија се у независним хромозомима. Сваки хромозом који је везан за кинетохоре микротубулу помера се до ћелијског пола. Истовремено долази до раздвајања ћелијских полова.

Телофаза и цитокинеза

Коначно, током телофазе и цитокинезе настају нуклеарне мембране око језгра ћерке и хромозоми губе свој кондензовани изглед.

Митотично вретено нестаје како се микротубуле деполимеризују и дешава се да ћелија улази у интерфејс.

Механизам миграције хромозома

Механизам који је укључен у миграцију хромозома према половима и накнадно раздвајање полова један од другог није тачно познат, међутим; Познато је да су интеракције између кинетохора и микротубула вретена које су везане за њега укључене у овај процес..

Док сваки хромозом мигрира према одговарајућем полу, деполимеризује се везана микротубула, или кинетохорична микротубула. Верује се да ова деполимеризација може да генерише пасивно кретање хромозома везаног за микротубуле вретена.

Такође се верује да могу постојати и други моторни протеини повезани са кинетохором, у којима би се користила енергија која долази из хидролизе АТП..

Ова енергија би служила да покрене миграцију хромозома дуж микротубула до његовог краја названог "минус" где се налази центросом.

У складу са тим, деполимеризација краја микротубула која се везује за кинетохоре, или "више" крај, може да се догоди, што би такође допринело кретању хромозома..

Фунцтион

Ахроматско или митотско вретено је ћелијска структура која испуњава функцију везивања хромозома кроз њихове кинетохоре, поравнавајући их са ћелијским екватора и коначно усмјеравајући миграцију кроматида према супротним половима ћелије прије њиховог дијељења, дозвољавајући дистрибуцију. једнак генетски материјал између две ћелије ћерке.

Ако дође до грешака у овом процесу, генерише се недостатак или вишак хромозома, што се преводи у абнормалне обрасце развоја (настају током ембриогенезе) и различите патологије (настале након рођења појединца)..

Остале функције које треба провјерити

Постоје докази да су микротубуле вретена укључене у одређивање локације структура одговорних за цитоплазматску диобу.

Главни доказ је да се дељење ћелија увек дешава у средишњој линији вретена, где се поларна влакна преклапају.

Еволуција механизма

Еволутивно је изабран као веома редундантни механизам, у којем се сваки корак врши помоћу микротубулних моторних протеина..

Вјерује се да је еволуцијска аквизиција микротубула била посљедица процеса ендосимбиозе, у којем је еукариотска станица апсорбирала прокариотску ћелију која је представљала те структуре вретена. Све се то могло десити пре појаве митозе.

Ова хипотеза сугерише да би микротубуларне протеинске структуре могле да испуне функцију пропулзије. Онда, када постану део новог организма, микротубуле би чиниле цитоскелет и касније, митотичке машине..

У еволуцијској историји дошло је до варијација у основној шеми еукариотске деобе ћелија. Подела ћелија представља само неке фазе ћелијског циклуса, што је главни процес.

Референце

1. Болсовер, С.Р., Хиамс, Ј.С., Схепхард, Е.А., Вхите, Х.А. и Виедеманн, Ц.Г. (2003). Ћелијска биологија, кратак курс. Друго издање. стр. 535. Вилеи-Лисс. ИСБН: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
2. Фриедманн, Т., Дунлап, Ј.Ц. и Гоодвин, С.Ф. (2016). Адванцес ин Генетицс. Фирст едитион. Елсевиер Ацадемиц Пресс. стр. 258. ИСБН: 0128048018, 978-0-12-804801-6
3. Хартвелл, Л., Голдберг, М.Л., Фисцхер, Ј. анд Хоод, Л. (2017). Генетика: од гена до генома. Сиктх едитион. МцГрав-Хилл. стр. 848. ИСБН: 1259700909, 9781259700903
4. Мазиа, Д., & Дан, К. (1952). Изолација и биохемијска карактеризација митотског апарата за раздвајање ћелија. Зборник радова Националне академије наука, 38 (9), 826-838. дои: 10.1073 / пнас.38.9.826
5. Иу, Х. (2017). Комуницирање генетике: визуализације и представљања. Палграве Мацмиллан УК. Фирст Едитион. пп ИСБН: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4