Fáze M: Co se stane v této fázi buněčného cyklu?

Buňky jsou základní jednotkou života, jsou to nejvíce neredukovatelné entity, které si zachovávají všechny základní vlastnosti živých věcí, jako je metabolická aktivita a prostředek reprodukce. Stejně jako celé organismy postupují prostřednictvím své vlastní verze životního cyklu - narození, zrání, reprodukce, stárnutí a smrt - mají jednotlivé buňky vlastní životní cyklus, vhodně nazvaný buněčný cyklus.

(Je třeba poznamenat, že některé živé bytosti se skládají pouze z jedné buňky, takže „životní cyklus“ a „buněčný cyklus“ se u těchto organismů zcela překrývají.)

Buňky ve složitých organismech nežijí zdaleka tak dlouho jako stvoření, ve kterých existují. Životní cyklus buněk je obecně předvídatelnější a snáze se rozdělí na poměrně odlišné složky než životní oblouk středně složitého zvířete.

Mezi tyto fáze patří mezifáze a M fáze, z nichž každá zahrnuje řadu podstupnic. Fáze M zahrnuje mitóza, proces, při kterém se buňky reprodukují nepohlavně za účelem vytváření nových buněk.

Dokonce i ten impozantní aktivní sopky trávit spící mnohem více času než vypuknutím, ale klidným obdobím nikdo nevěnuje velkou pozornost. V jistém smyslu jsou buňky takové: mitóza je zdaleka nejrušnější a nejdramatičtější částí buněčného cyklu, ale buňka ve skutečnosti většinu času tráví mezifáze. Tato fáze sama o sobě zahrnuje G₁, S a G₂ etapy.

Nově vytvořená buňka vstoupí do první mezera (G₁) fáze, během kterého je veškerý obsah buněk (např. mitochondrie, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a další organely) kromě chromozomů jsou duplikovány.

V dalším syntéza (S) fáze, všechny chromozomy buňky - u lidí jich je 46 - jsou duplikovány (nebo replikováno, používat biochemický jazyk).

Ve druhém mezera (G₂) fáze, buňka provádí kontrolu kontroly kvality sama, skenuje replikovaný obsah kvůli chybám a provádí potřebné opravy. Buňka poté pokračuje do M fáze.

• Některé buňky ve tkáních, ve kterých je malá proliferace a fluktuace, jako jsou játra, tráví dlouhou dobu ve značené fázi G₀, přičemž tato „rampa“ z typického cyklu nastává hned po dokončení mitózy.

Během mezifáze se buňka zvětšuje na velikost, kterou potřebuje, aby se mohla rozdělit, a po cestě vytvářela kopie svých různých prvků v různých krocích. Konec G₁ fáze je signalizována proteinem, což značí, co se nazývá G₁ kontrolní bod.

Podobný G₂ kontrolní bod označuje začátek fáze M. Neexistuje žádný S.₁ kontrolní bod, nicméně. V některých buňkách probíhá fáze S přímo do fáze M.

Když buňka netráví čas kontrolou své práce v naprogramovaném G₂ fáze, událost přímo předcházející M fázi je replikace DNA (replikace chromozomů) v S fázi. Jinak G₂ fáze různé délky zabírá bod v buněčném cyklu těsně před zahájením mitózy.

Mitóza je proces, který se vyskytuje v eukaryotické buňky (např. rostlinné buňky, savčí buňky a buňky jiných zvířat, protistů a hub) a vede k produkci dvě dceřiné buňky z jedné mateřské buňky, přičemž dceřiné buňky jsou geneticky identické s mateřskou a navzájem.

Je tedy bezpohlavní a kontrastuje s ním redukční dělení buněk, typ buněčného dělení, které probíhá v určitých buňkách v pohlavních žlázách a zahrnuje žonglování a míchání genetického materiálu. Jeho protějškem ve světě prokaryotů je binární dělení. Ve většině živočišných buněk trvá tento proces asi hodinu - malý zlomek života typické buňky.

Slovo „mitóza“ znamená „nit“, protože to popisuje mikroskopický vzhled chromozomů, které se připravují na dělení a které se tak zkondenzovaly do dlouhých, lineárně se objevujících struktur. I pod silným mikroskopem jsou mezifázové chromozomy, které difúzně leží v jádro, je velmi obtížné si je představit.

Obecně se věří, že mitóza označuje rozdělení na stejnou polovinu mateřské buňky. To není tento případ, protože mitóza se týká pouze událostí v jádře zahrnujících chromozomy. Buněčné dělení jako celek se nazývá cytokineze, zatímco jaderná divize (včetně jaderného obalu) je známá jako karyokineze.

Klasicky čtyři jmenovaní stadia mitózy zahrnout v pořadí, v jakém se vyskytnou, profáze, metafáze, anafáze a telofáze. Mnoho zdrojů obsahuje podrobný popis páté fáze, prometafáze, to je pravděpodobně odlišné od profáze i metafáze.

Každá z těchto fází má své vlastní složité divy, které budou brzy popsány. Často je však užitečné psychicky sladit každou fázi mitózy s krátkou reklamou o tom, co zahrnuje. Například:

• Prophase: Dochází ke kondenzaci chromozomů.
• Prometafáze: Vřetena se připevňují.
• Metafáze: Chromozomy se zarovnají.
• Anafáze: Chromatidy se oddělují.
• Telophase: Membránové reformy.

Každopádně, pokud vám jeden přítel řekne, že fáze M má čtyři podstupně a někdo jiný tvrdí, že je to pět, označte to křídou k pravděpodobným rozdílům v jejich věku (a tedy když se dozvěděli o M fázi ve škole) a zvážit oba že jo.

Vzhled kondenzovaných chromozomů označuje nástup profázy, podobně jako formování odlišných shluků chatujících lidí označuje „oficiální“ začátek společenského setkání.

Když kondenzace chromatinu transformuje genetický materiál na plně vytvořené chromozomy, sesterské chromatidy každého replikovaného chromozomu lze vidět spojené na centroméra mezi nimi. Centromera je místo, kde a kinetochore nakonec se vytvoří na každém chromatidu.

Také v profáze, dva centrosomy, které byly duplikovány v mezifázi, se začaly pohybovat na opačné strany nebo póly buňky. Přitom začnou shromažďovat mitotické vřeteno, který se skládá z vlákna vřetena vyroben z mikrotubuly které sahají od pólů buňky směrem ke středu a jsou připojeny ke kinetochorům (mimo jiné struktury).

Jak byste pravděpodobně předpokládali, vlákna vřetena jsou orientována paralelně k sobě navzájem a kolmo na případnou linii dělení chromozomů.

Také u mnoha vyšších eukaryot se jaderný obal během této fáze degraduje působením enzymů proteinkinázy a na konci mitózy v telofáze bude znovu vybudován od nuly.

Ale v jiných organismech není jaderný obal nikdy formálně rozebrán. Místo toho je roztažen spolu s buňkou jako celek, protože se chromozomy oddělují, a je úhledně rozdělen najednou.

Představte si, že stojíte ve zcela temné chodbě a tápáte dopředu ke skupině světelných spínačů, o kterých víte, že tam jsou, ale nedokážete intuitivně zjistit jejich přesnou polohu. Ale opravdu chcete z vody napít vody, takže jste vytrvalí.

To se blíží chování vláken vřetena, když se jejich konce „natahují“ a rostou směrem k chromozomům z obou pólů buňky. „Doufají“, že se spojí s kinetochory, které slouží jako spojovací místo vřetenových vláken, je vidět, že se jeví jako sondy cytoplazma, zatáhněte a prozkoumejte další, dokud konečně nezasáhnou své cíle.

Netrvalo dlouho a vlákna vřetena na každé straně buňky se připojila ke kinetochoru na chromatidu v každé dvojici, která leží na stejné straně buňky. Tato náhodnost nemá žádné genetické důsledky, protože každý chromatid má přesně stejnou DNA jako jeho sestra.

Vlákna vřetena poté zahájí „přetahování lanem“ ve snaze určitým způsobem vyvážit své úsilí který ponechává centromery chromozomů, a tedy samotné chromozomy, v lineárním typu zarovnání.

Na začátku metafáze, rozpad jaderného obalu pokračuje, s výjimkou samozřejmě v buňkách, které vůbec neztrácejí jaderné membrány. Definujícím krokem metafáze, který je obvykle velmi krátký, je však to, že chromozomy se seřadí podél roviny, která bude sloužit jako rozhraní dělení chromozomů.

Tento malý povrch se nazývá metafázová deskaS myšlenkou, že buňka je v mysli jako velmi malá koule, je poloha této desky podél rovník buňky.

Je možné, aby se více než jeden vřetenový mikrotubul připojil k danému kinetochoru ze stejné strany, ale alespoň je připojen jeden kinetochorový mikrotubul každý pól. Poté, co se mikrotubuly dostatečně dlouho zapojily do hry push-and-pull, aby se dosáhlo stavu vyrovnaného napětí, chromozomy se zastaví a metafáze je u konce.

V tomto okamžiku se vlákna vřetena mohou navinout na dalších dvou místech v buňce kromě kinetochorů. Mohou být polární mikrotubuly (nazývané také interpolární mikrotubuly), které sahají kolem seřazených chromozomů a přes rovník, téměř k opačnému počátku mitotického vřetena; nebo astrální mikrotubuly, které sahají od vřetenového pólu k buněčné membráně na stejné straně.

Anafáze je vizuálně nejvýraznější složkou M fáze, protože zahrnuje rychlý pohyb chromozomů, když se replikované chromozomy rozpadnou. Toho je dosaženo sesterskými chromatidy v každé duplikované, zarovnané sadě chromozomů, která je vřetenovými vlákny přitahována k opačným pólům buňky.

Děje se to kvůli námaze mikrotubulů, ale je to usnadněno rozpadem kohesin proteiny, které váží kinetochore na vlákna kinetochore. V anafáze se buňka začíná táhnout od zhruba sférického tvaru (nebo kruhu, pokud se díváte na průřez) do zhruba vejčitého tvaru (tj. Elipsy).

Anaphase lze považovat za představovat anafáze A, ve kterém vlákna vřetena kinetochore táhnou chromozomy od sebe, jak je popsáno, a anafáze B, ve kterém astrální vlákna táhnou póly ještě dále od rovníku, a tedy dále od sebe, přičemž mezipolární vlákna kolem chromozomů na stejné straně a lehce je cajolují podél pro jízdu ve stejné směr.

Také, a kontraktilní kroužek tvoří se z aktinových proteinů těsně pod plazmatickou membránou v anafázi; tento prsten se účastní „mačkání“ během cytokineze, které má za následek štěpení celé buňky.

Na začátku této části M fáze dosáhly chromozomy ve formě dceřiných jader opačných konců buňky. Po dokončení práce je mitotické vřeteno rozebráno; obrázek, řekněme, nějaké nepatrné lešení postavené po straně malé budovy, aby bylo možné stavbu rozebrat, paprsek po paprsku, a dostanete nápad.

Jedná se skutečně o krok čištění fáze M, analogický s epilogem románu. „Zápletka“ byla vyřešena na konci anafáze, protože chromatidy se dostaly tam, kam měly cestovat, ale než se „postavy“ mohou pohnout dál, je nutná úklid.

v telofáze, jaderná membrána je znovu sestavena a chromozomy kondenzují. Není to přesně jako spouštět video prophase obráceně, ale je to blízko. v cytokineze, buňka se rozdělí na dvě identické dceřiné buňky, z nichž každá se připravuje na vstup do fáze G1 a zahájení vlastního buněčného cyklu.