M fazė: kas vyksta šiame ląstelių ciklo etape?

Ląstelės yra pagrindiniai gyvenimo vienetai, nes jie yra labiausiai neskaidomi subjektai, išlaikantys visas pagrindines gyvųjų savybes, tokias kaip medžiagų apykaitos aktyvumas ir reprodukcijos priemonė. Visiems organizmams progresuojant per savo gyvenimo ciklą - gimimą, brendimą, dauginimąsi, senėjimą ir mirtį - atskiros ląstelės turi savo gyvenimo ciklą, tinkamai vadinamą ląstelių ciklas.

(Reikia pažymėti, kad kai kurie gyvi daiktai susideda tik iš vienos ląstelės, todėl „gyvavimo ciklas“ ir „ląstelių ciklas“ visiškai sutampa su šių organizmų teiginiais.)

Ląstelės sudėtinguose organizmuose gyvena ne tiek ilgai, kiek būtybės, kuriose jos egzistuoja. Ląstelių gyvavimo ciklas paprastai yra labiau nuspėjamas ir lengviau atskiriamas į gana skirtingus komponentus nei vidutiniškai sudėtingo gyvūno gyvybės lankas.

Šie etapai apima: tarpfazis ir M fazė, kurių kiekviena apima keletą pastočių. M fazė apima mitozė, procesas, kurio metu ląstelės dauginasi nelytiniu būdu, kad sukurtų naujas ląsteles.

Net pats baisiausias aktyvus ugnikalniai praleidžia ramybėje daug daugiau laiko nei išsiverždami, tačiau ramybės periodams niekas neskiria didelio dėmesio. Tam tikra prasme ląstelės yra tokios: mitozė yra pati užimčiausia ir dramatiškiausia ląstelių ciklo dalis, tačiau ląstelė iš tikrųjų didžiąją laiko dalį praleidžia tarpfazis. Į šį etapą įeina G₁, S ir G₂ etapai.

Naujai sukurta ląstelė patenka į pirmąją tarpas (G₁) fazė, kurio metu visas ląstelių turinys (pvz., mitochondrijos, endoplazminis tinklas, Golgi aparatas ir kiti organelės) išskyrus chromosomas yra dubliuojami.

Tolesniuose sintezės (S) fazė, visos ląstelės chromosomos - žmonėse yra 46 - yra dubliuojamos (arba pakartota, vartojant biochemijos kalbą).

Antroje tarpas (G₂) fazė, ląstelė pati tikrina kokybės kontrolę, nuskaito replikuoto turinio klaidas ir atlieka reikiamus taisymus. Tada ląstelė pereina į M fazė.

• Kai kurios audinių ląstelės, kuriose yra mažai proliferacijos ir apykaitos, pavyzdžiui, kepenys, praleidžia ilgą laiką etiketėje pažymėtoje fazėje G₀, kai šis „nuožulnusis“ nuo įprasto ciklo vyksta iškart po to, kai baigiasi mitozė.

Interfazės metu ląstelė užauga iki tokio dydžio, kokio reikia dalijimuisi, pakeliui darant įvairių jos elementų kopijas atskirais žingsniais. G pabaiga₁ fazę signalizuoja baltymas, pažymėdamas tai, kas vadinama G₁ kontrolinis punktas.

Panaši G₂ kontrolinis punktas žymi M fazės pradžią. S nėra₁ kontrolinis punktas, tačiau. Kai kuriose ląstelėse S fazė eina tiesiai į M fazę.

Kai ląstelė nepraleidžia laiko tikrindama savo darbą užprogramuotame G₂ fazė, įvykis, tiesiai prieš M fazę, yra DNR replikacija (chromosomų replikacija) S fazėje. Priešingu atveju, G₂ įvairaus ilgio fazė užima tašką ląstelių cikle prieš pat prasidedant mitozei.

Mitozė yra procesas, kuris vyksta eukariotinės ląstelės (pvz., augalų ląstelės, žinduolių ląstelės ir kitų gyvūnų ląstelės, protistai ir grybai) ir sukelia jų gamybą dvi dukterinės kameros iš vienos pirminės ląstelės, dukterinės ląstelės yra genetiškai identiškos tėvams ir viena kitai.

Taigi jis yra nelytinis, priešingai jam mejozė, ląstelių dalijimosi tipas, vykstantis tam tikrose lytinių liaukų ląstelėse ir susijęs su žongliravimu ir genetinės medžiagos maišymu. Jo atitikmuo prokariotų pasaulyje yra dvejetainis dalijimasis. Daugumoje gyvūnų ląstelių procesas trunka apie valandą - nedidelę dalį tipiškos ląstelės gyvenimo.

Žodis „mitozė“ reiškia „siūlus“, nes tai apibūdina chromosomų, besiruošiančių dalytis, ir taip sutirštėjusių į ilgas, tiesiškai atsirandančias struktūras, mikroskopinę išvaizdą. Net esant galingam mikroskopui, fazinės chromosomos, kurios difuziškai glūdi branduolys, yra labai sunku vizualizuoti.

Paprastai manoma, kad mitozė reiškia padalijimą į lygias pagrindinės ląstelės puses. Tai nėra tas atvejis, nes mitozė reiškia tik įvykius branduolyje, susijusius su chromosomomis. Ląstelių dalijimasis kaip visuma vadinamas citokinezė, o branduolinis padalinys (įskaitant branduolinį apvalkalą) yra žinomas kaip kariokinezė.

Klasikiškai keturi įvardinti mitozės stadijos įtraukti jų atsiradimo tvarka pranašauti, metafazė, anafazė ir telofazė. Daugelyje šaltinių yra išsamus penktojo etapo aprašymas, prometafazė, tai, be abejo, skiriasi tiek nuo fazės, tiek nuo metafazės.

Kiekviena iš šių fazių turi savo įmantrius stebuklus, kurie netrukus bus išsamiai aprašyti. Tačiau dažnai naudinga psichiškai suderinti kiekvieną mitozės fazę su trumpu pasakojimu apie tai, ką ji apima. Pavyzdžiui:

• Pranašumas: Atsiranda chromosomų kondensacija.
• Prometafazė: Verpstės tvirtinamos.
• Metafazė: Chromosomos sutampa.
• Anafazė: Chromatidai atskiriami.
• Telofazė: Membraninės reformos.

Bet kokiu atveju, jei vienas draugas jums pasakys, kad M fazėje yra keturi posistemiai, o kažkas kitas teigia, kad tai penki, tai kreivuokite į tikėtinus jų amžiaus skirtumus (taigi, kai sužinojo apie M etapą mokykloje) ir atsižvelgti į juos abu teisingai.

Sutirštėjusių chromosomų atsiradimas žymi profazės pradžią, panašiai kaip skirtingų pokalbių grupių susidarymas žymi „oficialią“ socialinio susibūrimo pradžią.

Kai chromatino kondensacija transformuoja genetinę medžiagą į visiškai suformuotas chromosomas, kiekvienos replikuotos chromosomos seserinės chromatidės gali būti matomos sujungtos ties centromeras tarp jų. Centromera yra ta vieta, kur a kinetochore galiausiai susidarys ant kiekvienos chromatidės.

Taip pat pranašauti, du centrosomos, kurios buvo dubliuojamos tarp fazių, pradeda judėti priešingų ląstelės pusių arba polių link. Tai darydami jie pradeda surinkti mitozinė verpstė, kuris susideda iš verpstės pluoštai Padaryta iš mikrovamzdeliai kurie tęsiasi nuo ląstelės polių link centro ir prisitvirtina prie kinetochorų (be kitų struktūrų).

Kaip tikriausiai nuspėsite, verpstės skaidulos yra orientuotos lygiagrečiai viena kitai ir statmenos galimai chromosomų dalijimosi linijai.

Be to, daugelyje aukštesnių eukariotų branduolio apvalkalas yra pažeistas veikiant baltymų kinazės fermentams šioje fazėje, ir jis bus atstatytas nuo nulio pasibaigus mitozei telofazėje.

Tačiau kituose organizmuose branduolio apvalkalas niekada nėra oficialiai išardomas. Vietoj to, kai chromosomos atsiskiria, ji išsitiesia kartu su ląstele ir yra tinkamai padalyta iš karto.

Įsivaizduokite save stovintį tamsioje prieškambaryje ir čiupinėjantį į priekį link šviesos jungiklių, kurie, jūsų manymu, yra, bet negalite tiksliai suprasti savo padėties. Bet jūs labai norite išgerti vandens iš virtuvės, todėl esate atkaklus.

Tai apytiksliai vertina verpstės pluoštų elgseną, kai jų galai „ištiesia rankas“ ir auga link chromosomų iš abiejų ląstelės polių. „Tikėdamiesi“ prisijungti prie kinetochorų, kurie yra verpstės pluoštų jungties lokusai, galima pastebėti, kad jie tikrina citoplazma, atitraukite ir dar šiek tiek ištirkite, kol galiausiai pasieks savo taikinius.

Neilgai trukus, verpstės skaidulos kiekvienoje ląstelės pusėje buvo pritvirtintos prie kinetochoro ant chromatidės kiekvienoje poroje, kuri atsitinka toje pačioje ląstelės pusėje. Genetinės šio atsitiktinumo pasekmės nėra, nes kiekviena chromatidė turi tą pačią DNR, kaip ir jos sesuo.

Tada verpstės pluoštai pradeda „virvės traukimą“, stengdamiesi galutinai tam tikru būdu subalansuoti savo pastangas kuris palieka chromosomų centromeras, taigi ir pačias chromosomas, tiesinio tipo derinimas.

Prasidėjus metafazė, branduolinio apvalkalo skaidymas vyksta iki galo, išskyrus, žinoma, ląsteles, kurios visiškai nepraranda savo branduolio membranų. Bet apibrėžiantis metafazės etapas, kuris paprastai yra labai trumpas, yra tas, kad chromosomos išsirikiuoja išilgai plokštumos, kuri bus chromosomų dalijimosi sąsaja.

Šis mažytis paviršius vadinamas metafazės plokštėir, turint galvoje mintį, kad ląstelė yra tarsi labai maža sfera, šios plokštelės padėtis yra išilgai pusiaujas kameros.

Gali būti, kad daugiau nei vienas verpstės mikrovamzdelis gali būti pritvirtintas prie tam tikros kinetochoro iš tos pačios pusės, tačiau bent jau prie vieno kinetochorinio mikrovamzdelio pritvirtinta kiekvienas stulpas. Po to, kai mikrovamzdeliai pakankamai ilgai įsitraukia į stumiamąjį ir traukiamąjį žaidimą, kad pasiektų subalansuotos įtampos būseną, chromosomos nustoja judėti ir metafazė baigiasi.

Šiuo metu verpstės pluoštai gali pasisukti dar dviejose ląstelės vietose, išskyrus kinetochorus. Tai gali būti poliarinis mikrovamzdeliai (dar vadinami interpolinis mikrovamzdeliai), kurie tęsiasi per išklotas chromosomas ir per pusiaują beveik iki priešingos mitozinės verpstės pradžios; arba astralinis mikrovamzdeliai, kurie iš verpstės ašies siekia ląstelės membraną toje pačioje pusėje.

Anafazė yra vizualiai ryškiausias M fazės komponentas, nes jis apima greitą chromosomų judėjimą, kai replikuotos chromosomos išsiskiria. Tai pasiekiama seserinėse chromatidėse kiekvienoje pasikartojančioje, išlygintoje chromosomų grupėje, verpstės pluoštais traukiamomis link priešingų ląstelės polių.

Tai daroma dėl mikrovamzdelių darbo, tačiau tai palengvina skilimas cohesin baltymai, surišantys kinetochorą su kinetochoro skaidulomis. Anafazėje ląstelė nuo maždaug sferinės formos (arba apskritimo, jei žiūrite į skerspjūvį) pradeda ruoštis maždaug kiaušinio formos (t. Y. Elipsės).

Anafazę galima vertinti kaip pasižyminčią anafazė A, kuriame kinetochoro verpstės pluoštai ištraukia chromosomas, kaip aprašyta, ir anafazė B, kuriame astraliniai pluoštai lenkia polius dar toliau nuo pusiaujo ir taip toliau vienas nuo kito, nupiešdami interpoliniai pluoštai praeina pro chromosomas toje pačioje pusėje ir lengvai juos pralenkia važiuodami tuo pačiu šonu kryptis.

Be to, a susitraukiantis žiedas susidaro iš aktino baltymų, esančių po plazmos membrana anafazėje; šis žiedas dalyvauja „išspaudime“ citokinezės metu, dėl kurio suskyla visa ląstelė.

Pradėjus šią M fazės dalį, dukterinių branduolių pavidalo chromosomos pasiekė priešingus ląstelės galus. Mitozinis verpstas, baigęs darbą, yra išardomas; Paveikslėlis, tarkime, šiek tiek pastolių, pastatytų palei mažo pastato šoną, kad statybas būtų galima išardyti pluoštu po sijų, ir jūs gaunate idėją.

Tai iš tikrųjų yra M fazės valymo žingsnis, analogiškas romano epilogui. „Siužetas“ buvo išspręstas anafazės pabaigoje, nes chromatidės pateko ten, kur turėjo keliauti, tačiau, kol „simboliai“ negali judėti toliau, reikia šiek tiek tvarkyti namus.

Į telofazė, branduolio membrana vėl surenkama, o chromosomos kondensuojasi. Tai nėra lygiai taip pat, kaip paleisti „Prophase“ vaizdo įrašą atvirkščiai, bet jis yra arti. Į citokinezė, ląstelė dalijasi į dvi identiškas dukterines ląsteles, kurių kiekviena ruošiasi patekti į G1 fazę ir pradėti savo ląstelių ciklą.