Metaphase

Az eukarióta organizmusok sejtjeinek nukleáris megosztása (mitózis) a DNS replikációjával négy fő fázisra osztható. A második fő fázist hívják Metaphase amelynek során a kromoszómák spirálisan és az egyenlítői síkban helyezkednek el, megközelítőleg azonos távolságban mindkét ellenkező pólushoz. Az orsószálak mindkét pólusból kapcsolódnak a kromoszómák centromeréhez.

Mi a metafázis?

A metafázis a négy fő fázis közül a második, amelybe az eukarióta sejtek sejtmag-megosztását, úgynevezett mitózist fel lehet osztani. A metafázis során jellemző a kromoszómák elrendezése az ún. Egyenlítői síkban vagy metafázisban.

Minden egyes kromoszóma négy kromatidból áll, amelyek közül kettő "azonos". A kromatideket kezdetben a közös centromer tartja össze. Kicsi fehérjeszerkezetek alakulnak ki a centromerekben, amelyekhez az orsóoszlopok szálai kapcsolódnak annak érdekében, hogy a testvérkromatidokat az ellenkező pólusokra húzzák. A kromatidok széthúzása már része a metafázist követő anafázisnak.

A metafázis alatt minden olyan készítményt elkészítenek, amely a kromatidok leválasztásához szükséges a centromerektől annak érdekében, hogy a pólusokhoz képesek legyenek. Csak akkor, ha az összes centromer a megfelelő pólusszálakkal vagy mikrotubulumokkal van összekötve, a kromididok kötései centromerénél felszabadulnak, így kezdődik elmozdulásuk a megfelelő pólushoz.

Funkció és feladat

Az emberi testben folyamatosan szükség van a sejtek szaporodásán alapuló növekedésre, amely többnyire a sejtosztódás elvét követi. Az egy- és többsejtű organizmusok (eukarióták) nukleáris sejtjeiben az osztódás magában foglalja a citoplazma és sejtmagjainak megoszlását.

Az osztódás eredményeként létrejövő két lánysejt diploid kromoszómakészletében azonos az adott "anyasejttel", így bizonyos testszövetek növekedése elméletileg korlátlan a nem szexuális sejtosztódás alapján, feltéve, hogy az osztódási folyamatot nem szakítják meg és nem fejezik be a növekedést gátló anyagok.

A sejtosztódás folyamata összekapcsolódik a nukleáris megosztás folyamatával is, amelyet mitózisnak hívnak. A mitózison belül az összesen négy fő fázis második szakaszát metafázisnak nevezik. Fontos láncszeme az alaposztási folyamatnak. A metafázis fontos annak érdekében, hogy a kettős kromoszóma kromatidjait az egyenlítői síkban vagy a metaplate-ben elrendezzük oly módon, hogy a mikrotubulus szálak a két pólus irányába húzzák őket a következõ anafázisban.

A metafázis különösen fontos funkciója a pólusokból származó orsószálak (mikrotubulusok) ellenőrzése (ellenőrzőpontja) és ellenőrzése. Gondoskodni kell arról, hogy a mikrotubulusok a "megfelelő" centromerhez legyenek csatlakoztatva. Ez biztosítja, hogy a kromoszómák két csoportja, amelyek a következő anafázis során a pólusokon vannak csoportosítva, teljesen azonosak. Ez csak akkor érhető el, ha a mag megosztása után mindkét póluson kromoszómának kromatidja van.

Ha például két azonos testvérkromatid található a két pólus egyikén, és hiányzik a másik póluson, ez jelentős zavarokat okozhat a sejtek további növekedésének vagy az ellenőrizetlen növekedésnek a lehetetlenségében. Parenchyma-sejtek esetében a sejtek specifikus funkcionalitása elveszne.

Betegségek és betegségek

A mitózis egy nagyon összetett folyamatot ölel fel, amely magában foglalja a DNS-szálak replikációjában fellépő hibák kockázatát és a kromatidok eloszlását a két póluson, néha messzemenő következményekkel járva. Például viszonylag gyakran fordulhat elő mikrotubulusok „helytelen” rögzítése a centromerek kinetochoráiban. Például bizonyos kinetokorók szabadon maradhatnak, vagyis nem csatlakozhatnak mikrotubulushoz, vagy mindkét kromatid kapcsolódik ugyanazon pólus mikrotubulusaihoz a centromerjeiknél. A metafázis egyik legfontosabb funkciója a mikrotubulusok helyes és teljes rögzítésének ellenőrzése a kinetochorába.

Az anafázisban a kromoszómák széthúzódása általában csak akkor oldódik meg, ha az orsószálak ellenőrzése sikeres, és az összes kinetochore jelzi a helyes kapcsolatot. A mitotikus ellenőrző pontot olyan speciális fehérjék csoportja valósítja meg, amelyek elnyomják vagy pénzt vesznek át az anafázisba történő átmenet során, ha az adhézió nem felel meg a célértéknek. A folyamat kissé összehasonlítható a Forma-1 verseny futamidejével, amikor mind a négy szerelőnek a kerekek cseréje után be kell számolnia a befejezésről, mielőtt az Formula-1 versenyzője újra elindulhat.

Egy másik nagyobb probléma merül fel, amikor hibákat követnek el a DNS-szálak megszakításában. Ez a sejtek funkcióinak elvesztéséhez és folyamatos, gyors vagy lassan progresszív további mitózisokhoz vezethet, amelyek már nem reagálnak a test saját növekedésének gátlóira. A nem gátolt növekedés jellemzi a jóindulatú (jóindulatú) vagy a rosszindulatú (rosszindulatú) daganatokat.

Más problémák merülhetnek fel a DNS metilezésével. Amikor a DNS-szálakat felosztják, a DNS-metil-transzferázok aktivitása metilcsoportok (-CH3) hozzáadásához vezethet a DNS-hez. A folyamat nem felel meg a szokásos értelemben vett génmutációnak, de megfelel az érintett gén epigenetikus változásának. A "génmetilezés" általában fenotípusosan felismerhető változásokhoz vezet az érintett egyénben, és többnyire átkerül a következő sejtek generációjához - hasonlóan az örökléshez.

Megfelelően nem vizsgálták, hogy a jóindulatú és rosszindulatú daganatok kialakulása és a DNS-metilezés milyen mértékben vezethető vissza a metafázisban zajló folyamatokhoz.