GELENDONG MITOTIK: STRUKTUR, PEMBENTUKAN, FUNGSI DAN EVOLUSI - BIOLOGI - 2026

The mitosis atau achromatic spindle , juga dirujuk sebagai jentera mitosis, ialah struktur sel terdiri daripada microtubules yang bersifat protein yang terbentuk semasa pembahagian sel (mitosis dan meiosis).

Istilah achromatic merujuk kepada fakta bahawa ia tidak bernoda dengan pewarna orcein A atau B. Spindle berpartisipasi dalam pembahagian bahan genetik yang adil antara kedua sel anak, yang dihasilkan dari pembahagian sel.

Gambar 1. Ringkasan proses pemisahan kromatid saudari oleh gelendong achromatic atau mitotic. Sumber: Oleh Silvia3, dari Wikimedia Commons

Pembahagian sel adalah proses di mana kedua gamet, yang merupakan sel meiotik, dan sel somatik yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan organisma dihasilkan dari zigot.

Peralihan antara dua bahagian berturut-turut membentuk kitaran sel, durasinya berbeza-beza bergantung pada jenis sel dan rangsangan yang terdedah.

Semasa mitosis sel eukariotik (sel yang mempunyai nukleus yang benar dan organel yang dibatasi membran), beberapa fasa berlaku: Fasa S, profilase, prometaphase, metafasa, anafase, telofasa dan antara muka.

Kromosom pada mulanya mengembun, membentuk dua filamen yang sama yang disebut kromatid. Setiap kromatid mengandungi salah satu dari dua molekul DNA yang dihasilkan sebelumnya, dihubungkan bersama oleh wilayah yang disebut sentromer, yang memainkan peranan penting dalam proses migrasi ke kutub sebelum pembelahan sel.

Pembahagian mitotik berlaku sepanjang hayat organisma. Dianggarkan bahawa semasa hidup manusia, kira-kira 10 ¹⁷ pembelahan sel berlaku di dalam badan . Pembahagian Meiotik berlaku pada sel penghasil gamet, atau sel seks.

Struktur dan pembentukan

Hubungan dengan sitoskeleton

Gelendong achromatic dianggap sebagai sistem membujur protein mikrofibril atau mikrotubulus selular. Ia terbentuk pada masa pembelahan sel, antara sentromer kromosom dan sentrosom di kutub sel, dan berkaitan dengan migrasi kromosom untuk menghasilkan sel anak dengan jumlah maklumat genetik yang sama.

Sentrosom adalah kawasan di mana mikrotubulus berasal dari kedua spindle achromatic dan sitoskeleton. Mikrotubulus gelendong ini terdiri dari tuber dimer yang dipinjam dari sitoskeleton.

Pada permulaan mitosis, rangkaian mikrotubulus sitoskeleton sel disartikulat dan gelendong akromatik terbentuk. Selepas pembelahan sel berlaku, gelendong disartikulat dan rangkaian mikrotubulus sitoskeleton menyusun semula, mengembalikan sel ke keadaan rehatnya.

Penting untuk membezakan bahawa terdapat tiga jenis mikrotubulus dalam alat mitotik: dua jenis mikrotubulus spindle (kinetochore dan mikrotubulus polar), dan satu jenis mikrotubulus aster (mikrotubulus astral).

Simetri bilateral gelendong achromatic disebabkan oleh interaksi yang menyatukan dua bahagiannya. Interaksi ini adalah: sama ada sisi, antara hujung positif mikrotubulus kutub; atau mereka adalah interaksi terminal antara mikrotubulus kinetochore dan kinetochore kromatid saudari.

Kitaran sel dan gelendong achromatic: Fasa S, profilase, prometaphase, metafasa, anafase, telofasa dan antara muka.

Replikasi DNA berlaku semasa fasa S kitaran sel, kemudian, semasa profilase, migrasi sentrosom terjadi ke arah kutub sel yang berlawanan dan kromosom juga mengembun.

Prometaphase

Dalam prometaphase, pembentukan mesin mitotik berlaku, berkat pemasangan mikrotubulus dan penembusannya ke dalam nukleus. Kromatid saudari yang dihubungkan oleh sentromer dihasilkan dan ini, seterusnya, mengikat pada mikrotubulus.

Metafasa

Semasa metafasa kromosom sejajar di satah khatulistiwa sel. Gelendong disusun menjadi gelendong mitotik pusat dan sepasang aster.

Setiap aster terdiri dari mikrotubulus yang disusun dalam bentuk bintang yang memanjang dari sentrosom ke korteks sel. Mikrotubulus astral ini tidak berinteraksi dengan kromosom.

Kemudian dikatakan bahawa aster memancar dari sentrosom ke korteks sel dan berpartisipasi baik di lokasi keseluruhan alat mitotik dan dalam menentukan bidang pembelahan sel semasa sitokinesis.

Anafase

Kemudian, semasa anafase, mikrotubulus gelendong achromatic berlabuh pada ujung positif kromosom melalui kinetokornya dan pada ujung negatif ke sentrosom.

Pemisahan kromatid saudari menjadi kromosom bebas berlaku. Setiap kromosom yang melekat pada mikrotubulus kinetochore bergerak ke kutub sel. Pada masa yang sama, pemisahan kutub sel berlaku.

Telofase dan sitokinesis

Akhirnya, semasa telofase dan sitokinesis membran nuklear terbentuk di sekitar inti anak perempuan dan kromosom kehilangan penampilannya yang pekat.

Gelendong mitotik hilang ketika mikrotubulus depolimerisasi dan pembelahan sel berlaku memasuki antara muka.

Mekanisme penghijrahan kromosom

Mekanisme yang terlibat dalam penghijrahan kromosom ke arah kutub dan pemisahan kutub berikutnya antara satu sama lain tidak diketahui dengan tepat, namun; Telah diketahui bahawa interaksi antara kinetochore dan mikrotubulus gelendong yang melekat padanya terlibat dalam proses ini.

Oleh kerana setiap kromosom berpindah ke kutub yang sesuai, berlaku depolimerisasi mikrotubulus yang terpasang, atau mikrotubulus kinetokorik. Dipercayai bahawa depolimerisasi ini dapat menghasilkan pergerakan pasif kromosom yang melekat pada mikrotubulus gelendong.

Juga dipercayai bahawa mungkin ada protein motor lain yang terkait dengan kinetochore, di mana tenaga dari hidrolisis ATP akan digunakan.

Tenaga ini berfungsi untuk mendorong penghijrahan kromosom di sepanjang mikrotubulus ke hujungnya yang disebut "kurang" di mana sentrosom berada.

Secara serentak, depolimerisasi akhir mikrotubulus yang mengikat ke kinetochore, atau "tambah" hujung, boleh berlaku, yang juga akan menyumbang kepada pergerakan kromosom.

Fungsi

Gelendong achromatic atau mitotic adalah struktur selular yang memenuhi fungsi penambat kromosom melalui kinetokornya, menyelaraskannya dengan khatulistiwa sel dan akhirnya mengarahkan penghijrahan kromatid ke kutub sel yang berlawanan sebelum pembahagiannya, memungkinkan pengedaran penyamaan bahan genetik antara dua sel anak yang dihasilkan.

Sekiranya kesalahan berlaku dalam proses ini, kekurangan atau kelebihan kromosom dihasilkan, yang diterjemahkan ke dalam pola perkembangan yang tidak normal (berlaku semasa embriogenesis), dan pelbagai patologi (berlaku selepas kelahiran individu).

Ciri lain untuk diperiksa

Secara evolusi, ia telah dipilih sebagai mekanisme yang sangat berlebihan, di mana setiap langkah dilakukan oleh protein motor mikrotubulus.

Dipercayai bahawa pemerolehan mikrotubulus secara evolusi disebabkan oleh proses endosymbiosis, di mana sel eukariotik menyerap dari persekitaran sel prokariotik yang menunjukkan struktur gelendong akromatik ini. Semua ini mungkin berlaku sebelum bermulanya mitosis.

Hipotesis ini menunjukkan bahawa struktur protein mikrotubulus pada awalnya dapat memenuhi fungsi pendorong. Kemudian, ketika mereka menjadi sebahagian daripada organisme baru, mikrotubulus akan membentuk sitoskeleton dan kemudian, mesin mitotik.

Dalam sejarah evolusi terdapat variasi dalam skema asas pembelahan sel eukariotik. Pembahagian sel hanya mewakili beberapa fasa kitaran sel, yang merupakan proses utama.

Rujukan

1. Bolsaver, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White, HA dan Wiedemann, CG (2003). Biologi sel, kursus pendek. Edisi kedua. hlm 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
2. Friedmann, T., Dunlap, JC dan Goodwin, SF (2016). Kemajuan dalam Genetik. Edisi pertama. Akhbar Akademik Elsevier. hlm 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
3. Hartwell, L., Goldberg, ML, Fischer, J. dan Hood, L. (2017). Genetik: Dari Gen ke Genom. Edisi keenam. McGraw-Hill. ms 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Pengasingan dan Pencirian Biokimia Alat Mitotik Membahagi Sel. Prosiding Akademi Sains Nasional, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
5. Yu, H. (2017). Berkomunikasi Genetik: Visualisasi dan Representasi. Palgrave Macmillan UK. Edisi pertama. hlm ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4