M-vaihe: Mitä tapahtuu solusyklin tässä vaiheessa?

Solut ovat elämän perusyksikköjä, jotka ovat kaikkein pelkistämättömiä kokonaisuuksia, jotka säilyttävät kaikki elävien olentojen perusominaisuudet, kuten aineenvaihdunnan aktiivisuuden ja lisääntymiskeinon. Aivan kun kokonaiset organismit etenevät oman elinkaariversionsa kautta - syntymä, kypsyminen, lisääntyminen, ikääntyminen ja kuolema - yksittäisillä soluilla on oma elinkaari, jota kutsutaan sopivasti solusykli.

(Jotkut elävät olennot, on huomattava, koostuvat vain yhdestä solusta, mikä tekee "elinkaaresta" ja "solusyklistä" täysin päällekkäisiä ehdotuksia näille organismeille.)

Monimutkaisten organismien solut eivät elä läheskään niin kauan kuin olennot, joissa ne ovat. Solun elinkaari on yleensä ennustettavissa ja helpompi erottaa melko erillisiksi komponenteiksi kuin kohtalaisen monimutkaisen eläimen elinkaari.

Näitä vaiheita ovat välivaihe ja M-vaihe, joista kukin sisältää joukon alaasemia. M-vaihe käsittää mitoosi, prosessi, jolla solut lisääntyvät aseksuaalisesti uusien solujen luomiseksi.

Jopa pelottavin aktiivinen tulivuoret viettää paljon enemmän lepotilassa kuin purkautuvat, mutta kukaan ei kiinnitä paljon huomiota lepotiloihin. Tavallaan solut ovat tällaisia: mitoosi on ylivoimaisesti kiireisin ja dramaattisin osa solusykliä, mutta solu viettää suurimman osan ajastaan välivaihe. Tämä vaihe sisältää itse G₁, S ja G₂ Tasot.

Äskettäin luotu solu tulee ensimmäiseen aukko (G₁) vaihe, jonka aikana kaikki solun sisällöt (esim. mitokondriot, endoplasminen verkkokalvo, Golgi-laite ja muut organellit) paitsi kromosomit ovat päällekkäisiä.

Seuraavassa synteesivaihe (S), kaikki solun kromosomit - ihmisissä on 46 - ovat päällekkäisiä (tai kopioida, biokemian kielen käyttämiseksi).

Toisessa aukko (G₂) vaihe, solu tarkistaa itsensä laadunvalvonnan, skannaa replikoidun sisällön virheiden varalta ja tekee tarvittavat korjaukset. Sitten solu etenee M-vaihe.

• Jotkut solut kudoksissa, joissa lisääntyminen ja vaihtuminen ovat vähäisiä, kuten maksa, viettävät pitkiä aikoja leimatussa vaiheessa G₀, tällä "off-rampilla" tyypillisestä syklistä, joka tapahtuu heti mitoosin päättymisen jälkeen.

Interfaasin aikana solu kasvaa kooltaan, jonka sen on jaettava, ja tekee kopioita eri elementeistään erillisinä vaiheina matkan varrella. G: n loppu₁ vaiheen merkitsee proteiini, mikä merkitsee sitä, mitä kutsutaan G: ksi₁ tarkistuspiste.

Samanlainen G₂ tarkistuspiste merkitsee M-vaiheen alkua. S: ää ei ole₁ tarkistuspiste. Joissakin soluissa S-vaihe kulkee suoraan M-vaiheeseen.

Kun solu ei viettää aikaa työnsä tarkistamiseen ohjelmoidussa G: ssä₂ vaiheessa M-vaihetta edeltävä tapahtuma on DNA-replikaatio (kromosomien replikaatio) S-vaiheessa. Muussa tapauksessa G₂ vaihtelevan pituinen vaihe vie solusyklin pisteen juuri ennen mitoosin alkua.

Mitoosi on prosessi, joka tapahtuu eukaryoottisolut (esim. kasvisolut, nisäkässolut ja muiden eläinten solut, protistit ja sienet) ja johtaa kaksi tytärsolua yhdestä emosolusta, tytärsolujen ollessa geneettisesti identtisiä vanhemman ja toistensa kanssa.

Se on siten aseksuaalinen, vastakohtana sille meioosi, eräänlainen solujen jakautuminen, joka tapahtuu sukurauhasten tietyissä soluissa ja johon liittyy jongleerausta ja geneettisen materiaalin sekoittamista. Sen vastine prokaryootimaailmassa on binaarinen fissio. Useimmissa eläinsoluissa prosessi kestää noin tunnin - pieni osa tyypillisen solun elinaikaa.

Sana "mitoosi" tarkoittaa "säiettä", koska tämä kuvaa jakautumista valmistavien kromosomien mikroskooppista ulkonäköä, jotka ovat tällöin tiivistyneet pitkiksi, lineaarisesti esiintyviksi rakenteiksi. Jopa voimakkaassa mikroskoopissa, interfaasikromosomit, jotka sijaitsevat hajautuneesti ydin, on hyvin vaikea visualisoida.

Yleisesti uskotaan, että mitoosi viittaa jakautumiseen emosolun yhtä suuriin puolikkaisiin. Näin ei ole, koska mitoosi viittaa vain tapahtumiin ytimessä, joihin liittyy kromosomeja. Solunjakoa kokonaisuutena kutsutaan sytokineesi, kun taas ydinjako (mukaan lukien ydinvoiman vaippa) tunnetaan nimellä karyokineesi.

Klassisesti neljä nimettyä mitoosin vaiheet sisältää niiden esiintymisjärjestyksessä profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi. Monet lähteet sisältävät yksityiskohtaisen kuvauksen viidennestä vaiheesta, prometafaasi, joka on kiistatta erilainen sekä profaasista että metafaasista.

Jokaisella näistä vaiheista on omat monimutkaiset ihmeensä, jotka tarkennetaan pian. Mutta on usein hyödyllistä sovittaa henkisesti jokainen mitoosivaihe lyhyt katsaus siihen, mihin se liittyy. Esimerkiksi:

• Esitys: Kromosomikondensaatio tapahtuu.
• Prometafaasi: Karat kiinnittyvät.
• Metafaasi: Kromosomit kohdistuvat.
• Anafaasi: Kromatidit erottuvat toisistaan.
• Telofaasi: Kalvouudistukset.

Joka tapauksessa, jos yksi ystävä kertoo sinulle, että M-vaiheessa on neljä ala-asemaa ja joku muu väittää, että se on viisi, liitu tämä heidän ikänsä todennäköisiin eroihin (ja siten kun he oppivat M-vaiheesta koulussa) ja ottavat huomioon molemmat oikein.

Tiivistettyjen kromosomien esiintyminen merkitsee profaasin alkua, samalla tavalla kuin erillisten keskustelevien ihmisten klustereiden muodostuminen merkitsee sosiaalisen kokoontumisen "virallista" alkua.

Kun kromatiinikondensaatio muuttaa geneettisen materiaalin täysin muodostuneiksi kromosomeiksi, jokaisen replikoidun kromosomin sisarkromatidit voidaan nähdä liittyneinä sentromeri heidän välillään. Centromere on paikka, jossa a kinetochore muodostuu lopulta kullakin kromatidilla.

Myös sisään profaasi, kaksi sentrosomit, jotka kopioitiin vaiheittain, alkavat liikkua kohti solun vastakkaisia ​​puolia tai pylväitä. Näin tehdessään he alkavat koota mitoottinen kara, joka koostuu karan kuidut tehty mikrotubulukset jotka ulottuvat solun napoista kohti keskustaa ja kiinnittyvät kinetokoreihin (muiden rakenteiden joukossa).

Kuten todennäköisesti ennustaisit, karan kuidut on suunnattu yhdensuuntaisesti toistensa kanssa ja kohtisuorassa lopulliseen kromosomijakauman viivaan nähden.

Myös monissa korkeammissa eukaryooteissa ydinkuori hajoaa proteiinikinaasientsyymien vaikutuksesta tässä vaiheessa, ja se rakennetaan uudelleen tyhjästä mitoosin lopussa telofaasissa.

Mutta muissa organismeissa ydinvoimaa ei koskaan pureta muodollisesti. Sen sijaan se venytetään solun mukana kokonaan kromosomien erottua ja jakautuu siististi kerralla.

Kuvittele itsesi seisovan täysin pimeässä käytävässä ja käpertämällä eteenpäin kohti valokytkinten pankkia, jonka tiedät olevan olemassa, mutta et voi ymmärtää tarkkaa sijaintia. Mutta haluat todella juoman vettä keittiöstä, joten olet sitkeä.

Tämä arvioi kara-kuitujen käyttäytymistä, kun niiden päät "ulottuvat" ja kasvavat kohti kromosomeja solun molemmista napoista. "Toivoen" muodostavansa yhteyden kinetokoreihin, jotka toimivat karakuitujen kytkentäpaikkana, niiden voidaan nähdä näyttävän tutkivan sytoplasma, vedä sisään ja koetella vielä, kunnes he lopulta lyövät tavoitteensa.

Ennen pitkää, solun kummallakin puolella olevat karakuidut ovat kiinnittyneet kromatidin kinetokoreihin kussakin parissa, joka sattuu olemaan solun samalla puolella. Tällä satunnaisuudella ei ole geneettisiä vaikutuksia, koska jokaisella kromatidilla on täsmälleen sama DNA kuin sen sisarella.

Karakuidut aloittavat sitten "köydenveton" pyrkien lopulta tasapainottamaan ponnistelunsa tavallaan joka jättää kromosomien sentromeerit ja siten myös itse kromosomit lineaarisessa muodossa kohdistus.

Vuoden alkaessa metafaasi, ydinvaipan hajoaminen etenee loppuun, paitsi tietenkin soluissa, jotka eivät menetä ydinkalvojaan lainkaan. Mutta metafaasin määrittelevä vaihe, joka on tyypillisesti hyvin lyhyt, on se, että kromosomit asettuvat riviin tasoa pitkin, joka toimii kromosomijakauman rajapintana.

Tätä pientä pintaa kutsutaan metafaasilevy, ja ajatellen, että solu on kuin hyvin pieni pallo mielessä, tämän levyn sijainti on pitkin päiväntasaaja solun.

On mahdollista, että useampi kuin yksi karan mikroputki kiinnittyy tiettyyn kinetokoreeseen samalla puolella, mutta vähintään yksi kinetochore-mikroputki on kiinnitetty kukin napa. Kun mikrotubulit ovat olleet mukana työntö- ja vetopelissä riittävän kauan saavuttaakseen tasapainoisen jännityksen, kromosomit lakkaavat liikkumasta ja metafaasi on ohi.

Tässä vaiheessa karakuidut voivat kiertyä kahdessa muussa paikassa solussa kinetochorien lisäksi. Nämä voivat olla polaarinen mikrotubulukset (kutsutaan myös nimellä interpolaarinen mikrotubulukset), jotka ulottuvat vuorattujen kromosomien ohitse ja päiväntasaajan yli melkein vastakkaiseen mitoottisen karan alkuperään; tai astraali mikrotubulukset, jotka ulottuvat karan napasta solukalvoon samalla puolella.

Anafaasi on visuaalisesti silmiinpistävin komponentti M-vaiheesta, koska siihen liittyy nopea kromosomiliike, kun replikoidut kromosomit hajoavat toisistaan. Tämä saavutetaan siten, että karakuidut vetävät kussakin kaksoiskappaleessa olevan, kohdistetun kromosomiryhmän sisarkromatidit solun vastakkaisia ​​pylväitä kohti.

Tämä tapahtuu mikrotubulusten vaivojen takia, mutta sen helpottaminen tapahtuu cohesin proteiinit, jotka sitovat kinetokoreen kinetokorikuituihin. Anafaasissa solu alkaa venyttää karkeasti pallomaisesta muodosta (tai ympyrästä, jos katsot poikkileikkausta) karkeasti soikeaan muotoon (so. Ellipsi).

Anafaasia voidaan pitää esillä olevana anafaasi A, jossa kinetochore-karan kuidut vetävät kromosomit erilleen kuvatulla tavalla, ja anafaasi B, jossa astraalikuidut vetävät navat vielä kauemmas päiväntasaajasta ja siten kauemmas toisistaan ​​vetämällä interpolaariset kuidut ohittavat kromosomit samalla puolella ja kevyesti hajottavat ne pitkin matkaa samalla suunta.

Myös supistusrengas muodostuu aktiiniproteiineista suoraan plasmakalvon alla anafaasissa; tämä rengas osallistuu "puristamiseen" sytokineesin aikana, mikä johtaa koko solun pilkkomiseen.

M-vaiheen tämän osan alussa tytärydinten muodossa olevat kromosomit ovat saavuttaneet solun vastakkaiset päät. Mitoottinen kara on työnsä päätyttyä purettu; kuva, sanotaan, pieniä rakennustelineitä, jotka on rakennettu pienen rakennuksen sivulle, jotta rakennus voidaan hajottaa säteittäin, ja saat idean.

Tämä on todella M-vaiheen puhdistusvaihe, analoginen romaanin epilogin kanssa. "Juoni" ratkaistiin anafaasin lopussa, koska kromatidit ovat päässeet sinne, missä heidän piti matkustaa, mutta ennen kuin "hahmot" voivat siirtyä eteenpäin, tarvitaan jonkin verran siivouspalvelua.

Sisään telofaasi, ydinkalvo kootaan uudelleen ja kromosomit kondensoituvat. Tämä ei ole aivan kuin prophase-videon suorittaminen päinvastaisessa järjestyksessä, mutta se on lähellä. Sisään sytokineesi, solu jakautuu kahdeksi identtiseksi tytärsoluksi, joista kukin valmistautuu siirtymään Gl-vaiheeseen ja aloittamaan oman solusyklin.