PROMETAPHASE: DALAM MITOSIS DAN MEIOSIS - BIOLOGI - 2025

The prometaphase ialah peringkat proses pembahagian sel, pertengahan antara profasa dan metafasa. Ia dicirikan oleh interaksi kromosom pemisah dengan mikrotubulus yang bertanggungjawab memisahkannya. Prometaphase berlaku pada mitosis dan meiosis, tetapi dengan ciri yang berbeza.

Matlamat jelas semua pembahagian sel adalah untuk menghasilkan lebih banyak sel. Untuk mencapai ini, sel pada asalnya mesti menduplikasi kandungan DNAnya; iaitu, replikasi. Sebagai tambahan kepada ini, sel mesti memisahkan kromosom ini dengan cara yang memenuhi tujuan tertentu setiap pembahagian sitoplasma.

Prometaphase mitosis. Diambil dari wikimedia.org

Dalam mitosis, bilangan kromosom yang sama dari sel ibu dalam sel anak. Dalam meiosis I, pemisahan antara kromosom homolog. Dalam meiosis II, pemisahan antara kromatid saudari. Iaitu, pada akhir proses, dapatkan empat produk meiotik yang diharapkan.

Sel menguruskan mekanisme yang rumit ini melalui penggunaan komponen khusus seperti mikrotubulus. Ini disusun oleh pusat di kebanyakan eukariota. Sebaliknya, seperti tanaman yang lebih tinggi, jenis pusat organisasi mikrotubulus lain berfungsi.

Microtubules

Mikrotubulus adalah polimer linear protein tubulin. Mereka terlibat dalam hampir semua proses selular yang melibatkan perpindahan beberapa struktur dalaman. Mereka adalah bahagian integral dari sitoskeleton, silia dan flagela.

Dalam kes sel tumbuhan, mereka juga berperanan dalam organisasi struktur dalaman. Dalam sel-sel ini, mikrotubulus membentuk sejenis permadani yang melekat pada bahagian dalam membran plasma.

Struktur ini, yang mengawal pembahagian sel tumbuhan, dikenali sebagai organisasi kortikal mikrotubulus. Pada masa pembelahan mitotik, misalnya, mereka runtuh menjadi cincin pusat yang akan menjadi lokasi plat pusat masa depan, di dalam bidang di mana sel akan membahagi.

Microtubules terdiri daripada alpha-tubulin dan beta-tubulin. Kedua-dua subunit ini membentuk heterodimer, yang merupakan unit struktur asas filamen tubulin. Polimerisasi dimer membawa kepada pembentukan 13 protofilamen dalam organisasi lateral yang menimbulkan silinder berongga.

Microtubules. Diambil dari commons.wikimedia.org

Silinder berongga struktur ini adalah mikrotubulus, yang dengan komposisi mereka sendiri menunjukkan kekutuban. Maksudnya, satu hujung boleh tumbuh dengan menambahkan heterodimer, sementara ujung yang lain dapat dikurangkan. Dalam kes terakhir, mikrotubulus, bukannya memanjang ke arah itu, menyusut.

Nukleat mikrotubulus (iaitu mula berpolimerisasi) dan disusun menjadi pusat penyusun mikrotubulus (COM). COM dikaitkan dengan sentrosom semasa pembelahan dalam sel haiwan.

Pada tanaman yang lebih tinggi, yang tidak mempunyai sentrosom, COM terdapat di laman web yang serupa, tetapi terdiri dari komponen lain. Pada silia dan flagela, COM terletak di dasar struktur motor.

Perpindahan kromosom semasa pembahagian sel dicapai melalui mikrotubulus. Ini memantapkan interaksi fizikal antara sentromer kromosom dan COM.

Dengan reaksi depolimerisasi yang disasarkan, kromosom metafasa akhirnya akan bergerak ke arah kutub sel yang membahagi.

Prometaphase mitotik

Pengasingan kromosom mitosis yang betul adalah yang menjamin bahawa setiap sel anak perempuan mendapat pelengkap kromosom yang serupa dengan sel induk.

Silvia3, dari Wikimedia Commons

Ini bermaksud bahawa sel mesti memisahkan setiap pasangan kromosom pendua menjadi dua kromosom individu yang terpisah. Maksudnya, ia mesti memisahkan kromatid saudari setiap pasangan homolog dari pelengkap kromosom sel induk.

Mitosis terbuka

Dalam mitosis terbuka, proses penghilangan sampul nuklear adalah ciri membezakan prometaphase. Ini membolehkan satu-satunya halangan antara MOC dan sentromer kromosom hilang.

Dari MOC, filamen mikrotubulus panjang dipolimerisasi dan memanjang ke arah kromosom. Setelah menjumpai sentromer, pempolimeran berhenti dan kromosom yang dihubungkan dengan COM diperoleh.

Dalam mitosis kromosom berganda. Oleh itu, terdapat juga dua sentromer, tetapi masih bersatu dalam struktur yang sama. Ini bermaksud bahawa pada akhir proses pempolimeran mikrotubulus kita akan mempunyai dua daripadanya setiap kromosom pendua.

Satu filamen akan melekatkan sentromer ke COM, dan satu filamen ke kromatid saudara yang melekat pada COM yang bertentangan dengan yang pertama.

Mitosis tertutup

Dalam mitosis tertutup, prosesnya hampir sama dengan yang sebelumnya, tetapi dengan perbezaan yang besar; sampul nuklear tidak hilang. Oleh itu, COM bersifat dalaman dan dikaitkan dengan sampul nuklear dalaman melalui lamina nuklear.

Dalam mitosis separa tertutup (atau separa terbuka), sampul nuklear hanya hilang pada dua titik bertentangan di mana mitosis COM wujud di luar nukleus.

Ini bermaksud bahawa dalam mitosis ini mikrotubulus menembusi ke dalam nukleus untuk dapat menggerakkan kromosom dalam beberapa langkah selepas prometaphase.

Prometaphase meiotik

Pembahagian meiotik. Diambil dari es.wikipedia.org

Oleh kerana meiosis melibatkan penghasilan empat sel 'n' dari satu sel '2n', pasti ada dua bahagian sitoplasma. Mari kita lihat seperti ini: pada akhir metafasa I akan ada empat kali lebih banyak kromatid daripada sentromer yang dapat dilihat di bawah mikroskop.

Selepas pembahagian pertama, akan ada dua sel dengan kromatid dua kali lebih banyak daripada sentromer. Hanya pada akhir pembahagian sitoplasma kedua semua sentromer dan kromatid akan menjadi individu. Terdapat banyak sentromer kerana terdapat kromosom.

Protein utama untuk interaksi interkromatin kompleks ini berlaku dalam mitosis dan meiosis adalah kohesin. Tetapi terdapat lebih banyak komplikasi pada meiosis daripada mitosis. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa kohesin meiotik berbeza dengan mitosis.

Cohesins membenarkan kohesi kromosom semasa proses pemeluwapan mitotik dan meiotiknya. Di samping itu, mereka membenarkan dan mengatur interaksi antara kromatid saudari dalam kedua proses tersebut.

Tetapi dalam meiosis mereka juga mempromosikan sesuatu yang tidak berlaku dalam mitosis: perkawinan homolog, dan akibatnya. Protein ini berbeza dalam setiap kes. Kita boleh mengatakan bahawa meiosis tanpa kohesin yang membezakannya, tidak mungkin dilakukan.

Meiosis I

Secara mekanik, interaksi sentromere / COM adalah sama di semua pembahagian sel. Walau bagaimanapun, dalam prometaphase I meiosis I sel tidak akan memisahkan kromatid saudari seperti yang berlaku pada mitosis.

Sebaliknya, tetrad meiotik mempunyai empat kromatid dalam satu set sentromer berganda. Dalam struktur ini terdapat perkara lain yang tidak terdapat dalam mitosis: chiasmata.

Chiasms, yang merupakan persimpangan fizikal antara kromosom homolog, adalah yang membezakan sentromer yang akan diasingkan: kromosom homolog.

Oleh itu, dalam prometaphase I, sambungan terbentuk antara sentromer homolog dan COM pada kutub sel yang bertentangan.

Meiosis II

Prometaphase II ini lebih mirip dengan prometaphase mitotik daripada prometaphase meiotik I. Dalam kes ini, COM akan "melancarkan" mikrotubulus pada sentromer pendua kromatid pendua.

Oleh itu, dua sel dengan kromosom individu akan dihasilkan, hasil satu kromatid dari setiap pasangan. Oleh itu, sel dengan pelengkap kromosom haploid spesies akan dihasilkan.

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekul Biologi Sel (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, Amerika Syarikat.
2. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Amerika Syarikat.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Pengenalan kepada Analisis Genetik (edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, Amerika Syarikat.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Kompleks kohesin dalam meiosis mamalia. Gen ke Sel, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, SW, Moores, CA (2018) Struktur mikrotubulus oleh cryo-EM: tangkapan ketidakstabilan dinamik. Esei dalam Biokimia, 62: 737-751.