METAPHASE: TRONG NGUYÊN PHÂN VÀ MEIOSIS - SINH HỌC - 2025

Các metaphase là giai đoạn thứ hai của quá trình nguyên phân và giảm phân. Nó được đặc trưng bởi sự sắp xếp của các nhiễm sắc thể ở đường xích đạo của tế bào. Sau những sự kiện quan trọng của prophase dẫn đến sự ngưng tụ của các nhiễm sắc thể, chúng phải được huy động.

Để đạt được sự phân li hiệu quả, các nhiễm sắc thể phải nằm trên đĩa xích đạo. Sau khi được định vị chính xác, chúng sẽ có thể di chuyển về các cực của tế bào trong quá trình anaphase.

Các nhiễm sắc thể sắp xếp trên đĩa xích đạo của tế bào trong quá trình giảm phân. Lấy từ commons.wikimedia.org

Không quá lời khi nói rằng metase là một trong những điểm kiểm tra quan trọng nhất của quá trình nguyên phân và meiosis. Trong cả hai trường hợp, điều cần thiết là các nhiễm sắc thể nằm trên đĩa xích đạo và với các kinetochores được định hướng đúng cách.

Trong nguyên phân, các nhiễm sắc thể tự định hướng trên đĩa xích đạo theo cách để tiết ra các crômatit chị em. Trong meiosis, chúng ta tìm thấy hai phép ẩn dụ. Trong hoán vị I, sự định hướng của các cặp tương đồng dẫn đến sự phân li của các nhiễm sắc thể tương đồng. Trong meiosis II, sự phân ly của các chromatid chị em đạt được.

Trong mọi trường hợp, sự huy động hiệu quả của các nhiễm sắc thể nhờ các trung tâm tổ chức vi ống (COM). Trong tế bào động vật, chúng được tổ chức theo các trung thể, trong khi ở thực vật, chúng hoạt động theo một cách phức tạp hơn một chút, nhưng không có trung tâm.

Nói chung, phép hoán hình đảm bảo sự phân chia đối xứng của các tế bào. Nhưng phép ẩn dụ cũng có thể xác định sự phân chia không đối xứng, khi nó là nhu cầu của sinh vật. Sự phân chia không đối xứng là một phần cơ bản của quá trình thu nhận danh tính tế bào ở các siêu nhân.

Siêu âm trong nguyên phân

Ở cả tế bào động vật và thực vật đều có các cơ chế đảm bảo rằng các nhiễm sắc thể nằm trên đĩa xích đạo. Mặc dù trước đây nó được quan niệm là một đường tưởng tượng cách đều giữa các cực của tế bào, nhưng nó dường như là "thực".

Silvia3, từ Wikimedia Commons

Có nghĩa là, có những cơ chế trong tế bào đảm bảo rằng các nhiễm sắc thể trong tế bào đang phân chia đạt đến điểm đó. Ngoại trừ trường hợp phân chia không đối xứng được kiểm soát, điều này luôn luôn xảy ra và cùng một điểm.

Đĩa xích đạo và sự liên kết

Tiếp cận đĩa xích đạo và xếp hàng để tách ra là hai quá trình độc lập. Cả hai đều được kiểm soát bởi một tập hợp các protein khác nhau.

Trên thực tế, hệ thống "kiểm tra lắp ráp trục chính" ngăn cản sự xâm nhập vào anaphase trừ khi tất cả các nhiễm sắc thể được liên kết với một số sợi của trục chính. Trong nhiễm sắc thể, vị trí liên kết là kinetochore.

Trong phép ẩn dụ, các kinetochores phải giả định hướng lưỡng cực. Tức là, trong một tâm động biểu kiến, sẽ có hai kinetochores. Mỗi cái sẽ hướng về một cực đối diện với cực kia.

Ngoài lực phân ly do các trung tâm tổ chức của vi ống tác động, lực liên kết giữa các crômatit và nhiễm sắc thể cũng phải được xem xét.

Các cromatid vẫn được gắn vào do hoạt động của các chất kết dính phân bào. Do đó, trong phép ẩn dụ, người ta bắt đầu với các cromatid chị em kết hợp chặt chẽ với nhau phải nằm ở đường xích đạo của tế bào.

Khi tất cả chúng tiếp cận đĩa xích đạo và tự định hướng được gắn lưỡng cực vào các sợi trục chính của chúng, siêu hình kết thúc.

Khi ở xích đạo của tế bào, các sợi trục sẽ giữ các kinetochores gắn với các tâm trung tâm ở các cực đối diện của tế bào động vật. Lực kéo sau đó sẽ tách các crômatit chị em của mỗi nhiễm sắc thể, để một bộ hoàn chỉnh của chúng sẽ di chuyển đến mỗi cực.

Các chromatid kết dính và gắn vào các vi ống. Được sửa đổi từ https://es.wikipedia.org/wiki/File:Chromosome_cohesion.png

Điều này chỉ có thể đạt được nếu tất cả các nhiễm sắc thể nằm trên đĩa xích đạo của tế bào. Người ta đã chỉ ra rằng nếu bất kỳ nhiễm sắc thể nào cần có thời gian để định vị, các sợi của trục quay sẽ cảm nhận được nó và dự kiến ​​rằng tất cả chúng đều được định vị để tiến tới sự phân li của chúng.

Phép màu trong meiosis

Sự phân chia meiotic. Lấy từ es.wikipedia.org

Tương tự với nguyên phân, các chromatid chị em sinh học cũng được gắn vào. Nhưng trong trường hợp này bởi các chất gắn kết meiotic. Một số cụ thể cho phép ẩn dụ I, và một số khác cụ thể cho phép ẩn dụ II.

Ngoài ra, các nhiễm sắc thể tương đồng là một phần của quá trình sắp xếp, tiếp hợp và trao đổi chéo. Có nghĩa là, chúng không thể tách rời khỏi các phức hợp synaptonemic đã cho phép tái tổ hợp và phân ly chính xác của các phân tử DNA liên quan. Bạn cũng phải tách chúng ra.

Không giống như nguyên phân, trong meiosis, bạn phải tách 4 sợi ADN thay vì 2 sợi. Điều này đạt được bằng cách đầu tiên phân tách các nhiễm sắc thể tương đồng (Methase I), và sau đó là các nhiễm sắc thể chị em (metaphase II).

Phép ẩn dụ I

Vị trí chính xác của các nhiễm sắc thể trong đĩa xích đạo của hoán vị I được thực hiện bởi các tinh thể. Các tế bào tinh trùng thể hiện các nhiễm sắc thể tương đồng để các nhiễm sắc thể này di chuyển về các cực.

Hơn nữa, mặc dù các nhiễm sắc thể tương đồng phải có hướng lưỡng cực, nhưng các nhiễm sắc thể chị em thì không. Nghĩa là, trong phép ẩn dụ I, trái với II, các crômatit chị em của mỗi nhiễm sắc thể tương đồng phải là đơn cực (và đối lập với nhiễm sắc thể của cặp tương đồng).

Điều này đạt được nhờ các protein cụ thể liên kết với các kinetochores của các chromatid chị em trong quá trình chuyển đổi giai đoạn I.

Metaphase II

Trong quá trình hoán vị II, các nhiễm sắc thể xếp thành hàng trên đĩa xích đạo với kinetochore của mỗi nhiễm sắc thể chị em hướng về các cực đối nhau. Đó là, bây giờ định hướng của bạn là lưỡng cực. Sự sắp xếp này của các nhiễm sắc thể là đặc trưng cho protein.

Các phép hoán hình meiotic được kiểm soát đảm bảo tạo ra các giao tử với số lượng và nhận dạng chính xác của nhiễm sắc thể. Nếu không, sự xuất hiện của những cá thể có sai lệch nhiễm sắc thể đáng kể có thể được thúc đẩy.

Người giới thiệu

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Sinh học phân tử của tế bào (Phiên bản thứ 6). WW Norton & Company, New York, NY, Hoa Kỳ.
2. Goodenough, UW (1984) Di truyền học. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Hoa Kỳ.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản lần thứ 11). New York: WH Freeman, New York, NY, Hoa Kỳ.
4. Maiato, H., Gomes, AM, Sousa, F., Barisic, M. (2017) Các cơ chế của sự phân chia nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân. Sinh học 13, doi: 10,3390 / sinh học6010013
5. Ishiguro, KI (2018) Phức hợp dính trong bệnh meiosis ở động vật có vú. Genes to Cells, doi: 10.1111 / gtc.12652
6. Tan, CH, Gasic, I., Huber-Reggi, SP, Dudka, D., Barisic, M., Maiato, H., Meraldi, P. (2015) Vị trí xích đạo của phiến siêu phân bào đảm bảo sự phân chia tế bào đối xứng. elife, 4: e05124. doi: 10.7554 / eLife.05124.