Faza M: Co się dzieje w tej fazie cyklu komórkowego?

Komórki są podstawowymi jednostkami życia, będąc najbardziej nieredukowalnymi bytami, które zachowują wszystkie podstawowe właściwości istot żywych, takie jak aktywność metaboliczna i sposób reprodukcji. Tak jak całe organizmy przechodzą przez własną wersję cyklu życiowego – narodziny, dojrzewanie, rozmnażanie, starzenie się i śmierć – poszczególne komórki mają swój własny cykl życiowy, trafnie nazwany cykl komórkowy.

(Należy zauważyć, że niektóre żywe istoty składają się tylko z jednej komórki, co sprawia, że ​​„cykl życiowy” i „cykl komórkowy” całkowicie pokrywają się z twierdzeniami dotyczącymi tych organizmów.)

Komórki w złożonych organizmach nie żyją tak długo, jak istoty, w których istnieją. Cykl życiowy komórki jest generalnie bardziej przewidywalny i łatwiejszy do rozdzielenia na dość odrębne elementy niż cykl życiowy umiarkowanie złożonego zwierzęcia.

Te etapy obejmują: interfaza i Faza M, z których każdy zawiera kilka podetapów. Faza M obejmuje mitoza, proces, w którym komórki rozmnażają się bezpłciowo w celu tworzenia nowych komórek.

Nawet najgroźniejszy aktywny wulkany spędzają znacznie więcej czasu w stanie uśpienia niż podczas erupcji, ale nikt nie zwraca większej uwagi na okresy spoczynku. W pewnym sensie komórki wyglądają tak: mitoza jest zdecydowanie najbardziej pracowitą i dramatyczną częścią cyklu komórkowego, ale w rzeczywistości komórka spędza większość czasu w interfaza. Sama faza obejmuje sol₁, S i sol₂ gradacja.

Nowo utworzona komórka wchodzi do pierwszej przerwa (G₁) faza, podczas którego cała zawartość komórki (np. mitochondria, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego i inne organelle) z wyjątkiem chromosomów są zduplikowane.

W kolejnych faza syntezy (S), wszystkie chromosomy komórki – u ludzi jest ich 46 – są zduplikowane (lub replikowane, aby użyć żargonu biochemii).

W sekundę przerwa (G₂) faza, komórka sama przeprowadza kontrolę jakości, skanując zreplikowaną zawartość w poszukiwaniu błędów i dokonując niezbędnych poprawek. Komórka przechodzi następnie do Faza M.

• Niektóre komórki w tkankach, w których proliferacja i przemiana jest niska, takie jak wątroba, spędzają dużo czasu w fazie oznaczonej sol₀, z tym „wyjściem” z typowego cyklu, który pojawia się zaraz po zakończeniu mitozy.

Podczas interfazy komórka rośnie do rozmiarów, których potrzebuje, aby się podzielić, tworząc po drodze kopie swoich różnych elementów w odrębnych krokach. Koniec G₁ faza jest sygnalizowana przez białko, oznaczające to, co nazywa się G₁ punkt kontrolny.

Podobny G₂ punkt kontrolny oznacza początek fazy M. Nie ma S₁ jednak punkt kontrolny. W niektórych komórkach faza S przechodzi bezpośrednio do fazy M.

Gdy komórka nie spędza czasu na sprawdzaniu swojej pracy w zaprogramowanym G₂ Zdarzeniem bezpośrednio poprzedzającym fazę M jest replikacja DNA (replikacja chromosomów) w fazie S. W przeciwnym razie G₂ Faza o różnej długości zajmuje punkt w cyklu komórkowym tuż przed rozpoczęciem mitozy.

Mitoza to proces, który zachodzi w komórki eukariotyczne (np. komórki roślinne, komórki ssaków i innych zwierząt, protistów i grzybów) i powoduje wytwarzanie dwie komórki potomne z jednej komórki macierzystej, przy czym komórki potomne są genetycznie identyczne z rodzicem i sobą nawzajem.

Jest więc bezpłciowy, w przeciwieństwie do mejoza, rodzaj podziału komórkowego, który zachodzi w pewnych komórkach w gonadach i polega na żonglowaniu i tasowaniu materiału genetycznego. Jego odpowiednikiem w świecie prokariontów jest binarne rozczepienie. W większości komórek zwierzęcych proces trwa około godziny – to niewielki ułamek życia typowej komórki.

Słowo „mitoza” oznacza „nić”, ponieważ opisuje mikroskopijny wygląd chromosomów, które przygotowują się do podziału i które w ten sposób skondensowały się w długie, wyglądające liniowo struktury. Nawet pod potężnym mikroskopem chromosomy międzyfazowe, które leżą rozproszone w in jądro, są bardzo trudne do wizualizacji.

Powszechnie uważa się, że mitoza odnosi się do podziału komórki macierzystej na równe połowy. Tak nie jest, ponieważ mitoza odnosi się tylko do zdarzeń w jądrze obejmujących chromosomy. Nazywa się podział komórki jako całość cytokineza, natomiast podział jądrowy (w tym koperta jądrowa) jest znany jako) kariokineza.

Klasycznie cztery nazwane etapy mitozy zawierać, w kolejności, w jakiej występują, profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Wiele źródeł zawiera szczegółowy opis piątej fazy, prometafaza, który prawdopodobnie różni się zarówno od profazy, jak i metafazy.

Każda z tych faz ma swoje zawiłe cuda, które zostaną szczegółowo opisane wkrótce. Ale często pomocne jest mentalne wyrównanie każdej fazy mitozy z krótką informacją o tym, z czym ona się wiąże. Na przykład:

• Profaza: Następuje kondensacja chromosomów.
• Prometafaza: Wrzeciona dołączają.
• Metafaza: Chromosomy wyrównują się.
• Anafaza: Chromatydy rozdzielają się.
• Telofaza: Reformy membran.

W każdym razie, jeśli jeden znajomy powie ci, że faza M ma cztery podetapy, a ktoś inny twierdzi, że jest pięć, zapisz to do prawdopodobnych różnic w ich wieku (a tym samym kiedy dowiedzieli się o fazie M w szkole) i rozważ je obie dobrze.

Pojawienie się skondensowanych chromosomów oznacza początek profazy, podobnie jak tworzenie odrębnych skupisk rozmawiających ludzi oznacza „oficjalny” początek spotkania towarzyskiego.

Kiedy kondensacja chromatyny przekształca materiał genetyczny w w pełni uformowane chromosomy, chromatydy siostrzane każdego replikowanego chromosomu można zobaczyć połączone w centromer między nimi. Centromer to miejsce, w którym kinetochor ostatecznie utworzy się na każdej chromatydzie.

Także w profaza, dwójka centrosomy, które zostały zduplikowane w interfazie, zaczynają przesuwać się w kierunku przeciwnych stron lub biegunów komórki. W ten sposób zaczynają montować wrzeciono mitotyczne, która składa się z włókna wrzeciona zrobione z mikrotubule które rozciągają się od biegunów komórki w kierunku środka i przyczepiają się do kinetochorów (między innymi strukturami).

Jak można się spodziewać, włókna wrzeciona są zorientowane równolegle do siebie i prostopadle do ostatecznej linii podziału chromosomu.

Również u wielu wyższych eukariontów otoczka jądrowa ulega w tej fazie degradacji pod wpływem enzymów kinazy białkowej i zostanie odbudowana od podstaw pod koniec mitozy w telofazie.

Ale w innych organizmach otoczka jądrowa nigdy nie jest formalnie demontowana. Zamiast tego jest rozciągany wraz z komórką w całości, gdy chromosomy rozdzielają się i są równo podzielone na raz.

Wyobraź sobie, że stoisz w całkowicie ciemnym korytarzu, po omacku ​​w kierunku włącznika światła, o którym wiesz, że tam jest, ale nie możesz wyczuć dokładnej pozycji. Ale naprawdę chcesz napić się wody z kuchni, więc jesteś wytrwały.

To przybliża zachowanie włókien wrzeciona, gdy ich końce „wychodzą” i rosną w kierunku chromosomów z obu biegunów komórki. „Mając nadzieję”, że połączą się z kinetochorami, które służą jako miejsce połączenia włókien wrzeciona, widać, że wydają się sondować cytoplazma, wycofaj się i sonduj jeszcze trochę, aż w końcu uderzą w swoje cele.

Wkrótce włókna wrzeciona po obu stronach komórki przyczepiły się do kinetochoru na chromatydzie w każdej parze, która akurat leży po tej samej stronie komórki. Nie ma genetycznych implikacji tej przypadkowości, ponieważ każda chromatyda ma dokładnie takie samo DNA jak jej siostra.

Włókna wrzeciona następnie inicjują „przeciąganie liny”, aby ostatecznie w pewien sposób zrównoważyć swoje wysiłki to pozostawia centromery chromosomów, a więc i same chromosomy, w liniowym typie wyrównanie.

Na początku metafaza, rozpad otoczki jądrowej dobiega końca, z wyjątkiem, oczywiście, komórek, które w ogóle nie tracą błon jądrowych. Ale definiującym etapem metafazy, która zazwyczaj jest bardzo krótka, jest to, że chromosomy ustawiają się wzdłuż płaszczyzny, która będzie służyć jako interfejs podziału chromosomów.

Ta maleńka powierzchnia nazywa się płyta metafazowa, a mając na uwadze, że komórka jest jak bardzo maleńka kula, pozycja tej płytki jest wzdłuż równik komórki.

Możliwe jest, aby więcej niż jedna mikrotubula wrzecionowa była przyczepiona do danego kinetochoru z tej samej strony, ale przynajmniej jedna mikrotubula kinetochorowa jest przyłączona do każdy Polak. Po tym, jak mikrotubule są zaangażowane w swoją grę pchania i ciągnięcia wystarczająco długo, aby osiągnąć stan zrównoważonego napięcia, chromosomy przestają się poruszać i metafaza się kończy.

W tym momencie włókna wrzeciona mogą nawijać się w dwóch innych miejscach w komórce oprócz kinetochorów. Mogą to być polarny mikrotubule (zwane także międzybiegunowy mikrotubule), które rozciągają się poza ustawione w szeregu chromosomy i przez równik, prawie do przeciwnego początku wrzeciona mitotycznego; lub astralny mikrotubule, które sięgają od bieguna wrzeciona do błony komórkowej po tej samej stronie.

Anafaza jest najbardziej uderzającym wizualnie składnikiem fazy M, ponieważ obejmuje szybki ruch chromosomów, gdy replikowane chromosomy rozdzielają się. Jest to osiągane przez siostrzane chromatydy w każdym zduplikowanym, wyrównanym zestawie chromosomów, przyciągane przez włókna wrzeciona w kierunku przeciwnych biegunów komórki.

Odbywa się to dzięki pracy mikrotubul, ale ułatwia to rozpad kohezyna białka, które wiążą kinetochor z włóknami kinetochoru. W anafazie komórka zaczyna się rozciągać od mniej więcej kulistego kształtu (lub koła, jeśli patrzysz na przekrój) do mniej więcej jajowatego kształtu (tj. elipsy).

Anaphase może być postrzegany jako wyposażony anafaza A, w którym włókna wrzeciona kinetochorowego rozrywają chromosomy zgodnie z opisem, oraz anafaza B, w którym włókna astralne ciągną bieguny jeszcze dalej od równika, a tym samym dalej od siebie, ciągnąc włókna międzybiegunowe obok chromosomów po tej samej stronie i lekko nakłaniają je do jazdy w tym samym kierunek.

Również pierścień kurczliwy formy z białek aktynowych tuż pod błoną plazmatyczną w anafazie; pierścień ten uczestniczy w „ściskaniu” podczas cytokinezy, co powoduje rozszczepienie całej komórki.

Na początku tej części fazy M chromosomy w postaci jąder potomnych osiągnęły przeciwległe końce komórki. Po zakończeniu pracy wrzeciono mitotyczne zostaje zdemontowane; wyobraźmy sobie, powiedzmy, maleńkie rusztowanie zbudowane wzdłuż boku malutkiego budynku, aby umożliwić rozebranie konstrukcji, belka po belce, i masz pomysł.

To jest tak naprawdę etap porządkowania fazy M, analogiczny do epilogu powieści. „Spisek” został rozwiązany pod koniec anafazy, ponieważ chromatydy dotarły do ​​miejsca, w którym miały podróżować, ale zanim „postacie” będą mogły przejść dalej, konieczne jest pewne porządkowanie.

W telofazabłona jądrowa jest ponownie składana, a chromosomy ulegają dekondensacji. To nie jest dokładnie tak, jak odtwarzanie wideo profazy w odwrotnej kolejności, ale jest blisko. W cytokineza, komórka dzieli się na dwie identyczne komórki potomne, z których każda przygotowuje się do wejścia w fazę G1 i rozpoczęcia własnego cyklu komórkowego.