metaphaseเป็นขั้นตอนที่สองของเซลล์และการแบ่งเซลล์ชนิดหนึ่ง มีลักษณะการเรียงตัวของโครโมโซมที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์ หลังจากเหตุการณ์สำคัญของการทำนายที่นำไปสู่การควบแน่นของโครโมโซมพวกเขาจะต้องถูกระดม
เพื่อให้เกิดการแยกอย่างมีประสิทธิภาพโครโมโซมจะต้องอยู่บนแผ่นเส้นศูนย์สูตร หลังจากวางตำแหน่งอย่างถูกต้องแล้วพวกเขาจะสามารถย้ายไปยังขั้วของเซลล์ได้ในระหว่างการอะนาเฟส
โครโมโซมที่เรียงตัวกันบนแผ่นเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ในระหว่างการแพร่กระจายแบบไมโทติก นำมาจาก commons.wikimedia.org
ไม่ใช่เรื่องเกินจริงที่จะกล่าวว่าเมตาเฟสเป็นด่านที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของไมโทซิสและไมโอซิส ในทั้งสองกรณีจำเป็นอย่างยิ่งที่โครโมโซมจะอยู่บนแผ่นเส้นศูนย์สูตรและด้วยไคเนโตชอร์ที่อยู่ในแนวที่เหมาะสม
ในไมโทซิสโครโมโซมจะวางแนวตัวเองบนแผ่นเส้นศูนย์สูตรในลักษณะที่จะหลั่งโครมาทิดของน้องสาว ในไมโอซิสเราพบสองเมตาเฟส ใน metaphase I การวางแนวของ bivalents นำไปสู่การแยกโครโมโซม homologous ในไมโอซิส II การแยกโครมาทิดของน้องสาวทำได้สำเร็จ
ในทุกกรณีการเคลื่อนย้ายโครโมโซมอย่างมีประสิทธิภาพทำได้โดยใช้ microtubule organization centre (COM) ในเซลล์สัตว์พวกมันถูกจัดเรียงเป็นเซนโทรโซมในขณะที่ในพืชพวกมันทำหน้าที่ในลักษณะที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่ไม่มีเซนทริโอล
โดยทั่วไปแล้ว metaphase รับประกันการแบ่งเซลล์แบบสมมาตร แต่เมตาเฟสยังสามารถกำหนดการแบ่งแบบไม่สมมาตรได้เมื่อเป็นความต้องการของสิ่งมีชีวิต การแบ่งแบบไม่สมมาตรเป็นส่วนพื้นฐานของการได้มาซึ่งข้อมูลประจำตัวของเซลลูลาร์ใน metazoans
เมตาเฟสในไมโทซิส
ทั้งในเซลล์สัตว์และพืชมีกลไกที่รับประกันว่าโครโมโซมตั้งอยู่บนแผ่นเส้นศูนย์สูตร แม้ว่าก่อนหน้านี้จะถูกมองว่าเป็นเส้นจินตภาพที่มีระยะห่างเท่ากันระหว่างขั้วเซลล์ แต่ดูเหมือนว่าจะเป็น "ของจริง"
Silvia3 จาก Wikimedia Commons
นั่นคือมีกลไกในเซลล์ที่ทำให้แน่ใจว่าโครโมโซมในเซลล์ที่แบ่งตัวไปถึงจุดนั้น ยกเว้นในการแยกแบบอสมมาตรที่มีการควบคุมจะเป็นเช่นนี้เสมอและเป็นจุดเดียวกัน
แผ่นอิเควทอเรียลและการจัดตำแหน่ง
การไปถึงแผ่นเส้นศูนย์สูตรและการเรียงตัวเพื่อแยกเป็นกระบวนการอิสระสองกระบวนการ ทั้งสองถูกควบคุมโดยชุดของโปรตีนที่แตกต่างกัน
ในความเป็นจริงระบบ "ตรวจสอบการประกอบแกนหมุน" จะป้องกันไม่ให้เข้าสู่แอนาเฟสเว้นแต่โครโมโซมทั้งหมดจะเชื่อมโยงกับเส้นใยบางส่วนของแกนหมุน ในโครโมโซมไซต์ที่มีผลผูกพันคือไคเนโตชอร์
ใน metaphase kinetochores ต้องถือว่าการวางแนวสองขั้ว นั่นคือในเซนโตรเมียร์เดียวที่ชัดเจนจะมีไคเนโตชอร์สองตัว แต่ละคนจะหันไปทางขั้วตรงข้ามกัน
นอกจากแรงแยกที่กระทำโดยศูนย์กลางการจัดระเบียบของ microtubules แล้วยังต้องพิจารณาถึงแรงของการรวมกันระหว่างโครมาทิดและโครโมโซมด้วย
โครมาทิดยังคงติดอยู่โดยการกระทำของไมโทติกโคเฮซิน ดังนั้นในเมทาเฟสจึงเริ่มต้นด้วยโครมาทิดน้องสาวที่รวมกันอย่างใกล้ชิดซึ่งต้องอยู่ในเส้นศูนย์สูตรของเซลล์
เมื่อพวกเขามาถึงแผ่นเส้นศูนย์สูตรและปรับทิศทางตัวเองให้ติดสองขั้วกับเส้นใยแกนหมุนตามลำดับเมตาเฟสจะสิ้นสุดลง
เมื่ออยู่ที่เส้นศูนย์สูตรของเซลล์เส้นใยสปินเดิลจะยึดไคเนโตชอร์ไว้กับเซนทริโอลที่ขั้วตรงข้ามของเซลล์สัตว์ แรงดึงจะแยกโครโมโซมน้องสาวของแต่ละโครโมโซมออกจากกันดังนั้นชุดที่สมบูรณ์ของสิ่งเหล่านี้จะย้ายไปยังแต่ละขั้ว
ซิสเตอร์โครมาทิดส์เหนียวและติดกับไมโครทูบูล แก้ไขจาก https://es.wikipedia.org/wiki/File:Chromosome_cohesion.png
สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อโครโมโซมทั้งหมดตั้งอยู่บนแผ่นเส้นศูนย์สูตรของเซลล์ แสดงให้เห็นว่าหากโครโมโซมใดต้องใช้เวลาในการหาตำแหน่งเส้นใยของแกนหมุนจะรับรู้และรอจนกว่าจะมีการแยกออกจากกัน
metaphase ในไมโอซิส
แผนก meiotic นำมาจาก es.wikipedia.org
คล้ายกับไมโทซิสมีการติดโครมาทิดน้องสาวแบบไมโอติกด้วย แต่ในกรณีนี้โดย meiotic cohesins บางส่วนมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับ metaphase I และอื่น ๆ สำหรับ metaphase II
นอกจากนี้โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันยังเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการจัดตำแหน่งไซแนปส์และครอสโอเวอร์ นั่นคือพวกมันแยกออกจากกันไม่ได้กับสารประกอบเชิงซ้อนของซินแนปโทเมียมที่อนุญาตให้รวมตัวกันใหม่และการแยกโมเลกุลของดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องอย่างถูกต้อง คุณต้องแยกมันด้วย
แตกต่างจากไมโทซิสในไมโอซิสคุณต้องแยก DNA สี่สายแทนที่จะเป็นสองเส้น สิ่งนี้ทำได้โดยการแยกโครโมโซม homologous (metaphase I) ก่อนจากนั้นจึงแยกโครโมโซมน้องสาว (metaphase II)
Metaphase I
ตำแหน่งที่ถูกต้องของโครโมโซมในแผ่นเส้นศูนย์สูตรของ metaphase I ทำได้โดย chiasms Chiasms เผยให้เห็นโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันเพื่อให้โครโมโซมเหล่านี้ย้ายไปยังขั้ว
นอกจากนี้แม้ว่าโครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะต้องมีการวางแนวสองขั้ว แต่โครมาทิดน้องสาวจะต้องไม่มี นั่นคือใน metaphase I ตรงกันข้ามกับ II โครมาทิดน้องสาวของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกันแต่ละตัวจะต้องเป็นโมโนโพลาร์ (และตรงข้ามกับคู่ที่คล้ายคลึงกัน)
สิ่งนี้ทำได้โดยโปรตีนเฉพาะที่จับกับไคเนโตชอร์ของโครมาทิดน้องสาวในช่วงเมตาเฟส I
Metaphase II
ระหว่าง metaphase II โครโมโซมจะเรียงตัวกันบนแผ่นเส้นศูนย์สูตรโดยมีไคเนโตชอร์ของโครมาทิดของน้องสาวแต่ละตัวหันหน้าไปทางขั้วตรงข้าม นั่นคือตอนนี้การวางแนวของคุณเป็นแบบสองขั้ว การจัดเรียงของโครโมโซมนี้มีลักษณะเฉพาะของโปรตีน
metaphases meiotic ที่ควบคุมได้รับประกันการผลิต gametes ที่มีจำนวนและเอกลักษณ์ของโครโมโซมที่ถูกต้อง มิฉะนั้นการปรากฏตัวของบุคคลที่มีความผิดปกติของโครโมโซมอย่างมีนัยสำคัญสามารถส่งเสริมได้
อ้างอิง
- 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, USA
- Goodenough, UW (1984) พันธุศาสตร์. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA
- Griffiths, AJF, Wessler, R. , Carroll, SB, Doebley, J. (2015). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม (ฉบับที่ 11) นิวยอร์ก: WH Freeman, New York, NY, USA
- Maiato, H. , Gomes, AM, Sousa, F. , Barisic, M. (2017) กลไกของการเกิดโครโมโซมในระหว่างไมโทซิส ชีววิทยา 13, ดอย: 10.3390 / ชีววิทยา 6010013
- Ishiguro, KI (2018) โคเฮซินคอมเพล็กซ์ในไมโอซิสของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ยีนต่อเซลล์ดอย: 10.1111 / gtc.12652
- Tan, CH, Gasic, I. , Huber-Reggi, SP, Dudka, D. , Barisic, M. , Maiato, H. , Meraldi, P. (2015) ตำแหน่งเส้นศูนย์สูตรของแผ่นเมทาเฟสช่วยให้มั่นใจได้ว่าการแบ่งเซลล์สมมาตร elife, 4: e05124 ดอย: 10.7554 / eLife.05124.