Faza M: Kaj se zgodi v tej fazi celičnega cikla?

Celice so temeljne enote življenja, saj so najbolj neizvodljive entitete, ki ohranjajo vse osnovne lastnosti živih bitij, kot sta presnovna aktivnost in sredstvo za razmnoževanje. Tako kot celotni organizmi napredujejo skozi svojo različico življenjskega cikla - rojstva, zorenja, razmnoževanja, staranja in smrti, imajo tudi posamezne celice svoj življenjski cikel, ki ga primerno imenujejo celični cikel.

(Treba je opozoriti, da so nekatera živa bitja sestavljena samo iz ene celice, zato se "življenjski cikel" in "celični cikel" popolnoma prekrivata za te organizme.)

Celice v kompleksnih organizmih ne živijo skoraj tako dolgo kot bitja, v katerih obstajajo. Življenjski cikel celic je na splošno bolj predvidljiv in ga je lažje ločiti na dokaj ločene sestavine kot življenjski lok zmerno zapletene živali.

Te stopnje vključujejo medfazni in M faza, od katerih vsaka vključuje več podfaz. Faza M zajema mitoza, postopek, pri katerem se celice razmnožujejo nespolno, da bi ustvarile nove celice.

Tudi najbolj grozljiv aktiven vulkani preživijo veliko več časa v mirovanju, kot izbruhnejo, vendar nihče ne posveča veliko pozornosti obdobjem mirovanja. Celice so v nekem smislu takšne: mitoza je daleč najbolj zaseden in dramatičen del celičnega cikla, vendar celica dejansko večino svojega časa preživi v medfazni. Ta faza sama vključuje G₁, S in G₂ obdobja.

Novo ustvarjena celica vstopi v prvo vrzel (G₁) faza, med katerim je vsa vsebina celic (npr. mitohondriji, endoplazemski retikulum, Golgijev aparat in druge organele) razen kromosomov so podvojene.

V naslednjem sintezna (S) faza, vsi kromosomi celice - pri ljudeh jih je 46 - so podvojeni (oz ponovljeno, če uporabimo jezik biokemije).

V drugem vrzel (G₂) fazacelica sama opravi preverjanje nadzora kakovosti, skenira podvojeno vsebino zaradi napak in opravi potrebne popravke. Celica nato nadaljuje do M faza.

• Nekatere celice v tkivih, v katerih je proliferacija in promet malo, na primer jetra, preživijo dalj časa v fazi, označeni z G₀, s tem "odcepom" iz tipičnega cikla, ki se zgodi takoj po zaključku mitoze.

Med medfazo celica zraste do velikosti, ki jo potrebuje, da se deli, tako da v različnih korakih naredi kopije svojih različnih elementov. Konec G₁ fazo signalizira protein, ki označuje tako imenovano G₁ kontrolna točka.

Podoben G₂ kontrolna točka označuje začetek faze M. Ni S₁ kontrolna točka, vendar. V nekaterih celicah faza S teče naravnost v fazo M.

Ko celica ne porabi časa za preverjanje svojega dela v programiranem G₂ fazo, je dogodek neposredno pred fazo M replikacija DNA (replikacija kromosomov) v S fazi. Sicer pa G₂ faza z različno dolžino zavzame točko v celičnem ciklu tik pred začetkom mitoze.

Mitoza je proces, ki se pojavi v evkariontske celice (npr. rastlinske celice, celice sesalcev in celice drugih živali, protisti in glive) in povzroči proizvodnjo dve hčerinski celici iz ene starševske celice, pri čemer so hčerinske celice genetsko enake starševski in medsebojni.

Je torej nespolna, v primerjavi z njo mejoza, vrsta delitve celic, ki poteka v določenih celicah v spolnih žlezah in vključuje žongliranje in mešanje genskega materiala. Njen kolega v svetu prokariotov je binarna fisija. V večini živalskih celic postopek traja približno eno uro - majhen del življenjske dobe tipične celice.

Beseda "mitoza" pomeni "nit", saj ta opisuje mikroskopski videz kromosomov, ki se pripravljajo na delitev in so se tako strnili v dolge, linearno prikazane strukture. Tudi pod močnim mikroskopom medfazni kromosomi, ki difuzno ležijo v jedro, si jih je zelo težko vizualizirati.

Običajno verjamejo, da se mitoza nanaša na delitev na enake polovice starševske celice. To ni tako, saj se mitoza nanaša samo na dogodke v jedru, ki vključujejo kromosome. Imenuje se delitev celic kot celote citokineza, medtem ko je jedrska delitev (vključno z jedrsko ovojnico) znana kot kariokineza.

Klasično so štirje imenovani stopnje mitoze v vrstnem redu, v katerem se pojavijo, profaza, metafaza, anafaza in telofaza. Številni viri vključujejo podroben opis pete faze, prometafaza, ki se nedvomno razlikuje od profaze in metafaze.

Vsaka od teh faz ima svoje zapletene čudeže, ki bodo kmalu podrobno opisani. Pogosto pa je koristno, da vsako fazo mitoze miselno uskladimo s kratkim zamegljevanjem o tem, kaj vključuje. Na primer:

• Profaza: Pojavi se kondenzacija kromosoma.
• Prometafaza: Vretena pritrdite.
• Metafaza: Kromosomi se poravnajo.
• Anafaza: Kromatide se ločijo.
• Telofaza: Membranske reforme.

Kakorkoli že, če vam en prijatelj reče, da ima faza M štiri podstope in nekdo drug trdi, da je pet, označite s kredo verjetne razlike v njihovi starosti (in s tem, ko so v šoli spoznali fazo M) in upoštevajte oba prav.

Pojav zgoščenih kromosomov zaznamuje začetek profaze, podobno kot nastanek različnih skupin klepetavih ljudi pomeni "uradni" začetek družabnega srečanja.

Ko kondenzacija kromatina genetski material spremeni v popolnoma oblikovane kromosome, je mogoče videti sestrske kromatide vsakega repliciranega kromosoma, povezane na centromere med njimi. Centromera je mesto, kjer a kinetohore bodo sčasoma nastale na vsaki kromatidi.

Tudi v profaza, dva centrosomi, ki so bili podvojeni v medfazi, se začnejo premikati proti nasprotnim stranem ali polovom celice. S tem začnejo sestavljati mitotično vreteno, ki je sestavljen iz vretenasta vlakna narejeno iz mikrotubule ki segajo od polov celice proti sredini in se pritrdijo na kinetohore (med drugimi strukturami).

Kot bi verjetno predvideli, so vretenasta vlakna usmerjena vzporedno med seboj in pravokotno na morebitno črto delitve kromosomov.

Tudi pri mnogih višjih evkariontih se jedrska ovojnica v tej fazi razgradi pod vplivom encimov protein kinaze in bo na koncu mitoze v telofazi obnovljena iz nič.

Toda pri drugih organizmih jedrska ovojnica ni nikoli formalno razstavljena. Namesto tega se raztegne skupaj s celico v celoti, ko se kromosomi ločijo in so lepo razdeljeni naenkrat.

Predstavljajte si, da stojite v popolnoma temnem hodniku in pipate naprej proti banki svetlobnih stikal, za katero veste, da je tam, vendar ne morete natančno določiti položaja. Si pa res želite popiti vode iz kuhinje, zato ste vztrajni.

To približa obnašanje vretenskih vlaken, ko njihovi konci "segajo" in rastejo proti kromosomom z obeh polov celice. V upanju, da se bodo povezali s kinetohori, ki služijo kot vezni lokus vretena, jih lahko vidimo, da sondirajo citoplazmi, se umaknite in še nekaj preiskujte, dokler končno ne dosežejo svojih ciljev

Kmalu so se vretenasta vlakna na vsaki strani celice pritrdila na kinetohore na kromatidi v vsakem paru, ki leži na isti strani celice. Ta naključnost nima genetskih posledic, ker ima vsaka kromatida popolnoma enako DNA kot njena sestra.

Vretenasta vlakna nato sprožijo "vlečenje vrvi", da bi na koncu na nek način uravnotežila svoje napore ki pušča centromere kromosomov in s tem tudi same kromosome v linearnem tipu poravnava.

Na začetku metafaza, razgradnja jedrske ovojnice se nadaljuje, razen seveda v celicah, ki jedrske membrane sploh ne izgubijo. Toda odločilni korak metafaze, ki je običajno zelo kratek, je, da se kromosomi poravnajo vzdolž ravnine, ki bo služila kot vmesnik delitve kromosomov.

Ta majhna površina se imenuje metafazna plošča, in z mislijo, da je celica v mislih zelo majhna krogla, je položaj te plošče vzdolž ekvator celice.

Na določeno kinetohoro se lahko na isto stran pritrdi več kot ena vretena mikrotubule, vendar vsaj pritrjena je ena kinetohorska mikrotubula vsak palica. Potem ko se mikrotubule dovolj dolgo ukvarjajo z igro push-and-pull, da dosežejo stanje uravnotežene napetosti, se kromosomi nehajo premikati in metafaza je končana.

V tem trenutku se vretenasta vlakna lahko poleg kinetohorov končajo še na dveh mestih v celici. To so lahko polarni mikrotubule (imenovane tudi interpolarno mikrotubule), ki segajo mimo postavljenih kromosomov in čez ekvator, skoraj do nasprotnega izvora mitotskega vretena; ali astralno mikrotubule, ki segajo od pola vretena do celične membrane na isti strani.

Anafaza je vizualno najbolj presenetljiva komponenta faze M, ker vključuje hitro premikanje kromosomov, ko se replicirani kromosomi razdelijo. To dosežejo sestrske kromatide v vsakem podvojenem, poravnanem kromosomskem naboru, ki ga vretena vlakna potegnejo proti nasprotnim polovom celice.

To se naredi zaradi napora mikrotubulov, vendar to olajša razčlenitev kohezin beljakovine, ki vežejo kinetohore na vlakna kinetohora. V anafazi se celica začne raztezati iz približno sferične oblike (ali kroga, če gledate prerez) v približno jajčasto obliko (tj. Elipso).

Anafazo lahko gledamo kot značilno anafaza A, pri katerem vretenasta vlakna kinetohora vlečejo kromosome, kot je opisano, in anafaza B, pri katerem astralna vlakna potegnejo palice še dlje od ekvatorja in s tem dlje drug od drugega, pri čemer interpolarna vlakna mimo kromosomov na isti strani in jih rahlo privoščite za vožnjo po isti smer.

Prav tako a kontraktilni obroč tvori iz aktinskih proteinov tik pod plazemsko membrano v anafazi; ta obroč sodeluje pri "stiskanju" med citokinezo, ki povzroči cepitev celotne celice.

Na začetku tega dela faze M so kromosomi v obliki hčerinskih jeder dosegli nasprotne konce celice. Mitotično vreteno je po končanem delu razstavljeno; si recimo predstavite kakšen majhen oder, zgrajen ob strani majhne stavbe, ki omogoča razstavitev gradnje, žarek za tramom, in dobite idejo.

To je v resnici korak čiščenja faze M, analogen epilogu romana. "Zaplet" je bil rešen na koncu anafaze, ker so kromatide prišle tja, kamor naj bi potovale, toda preden lahko "liki" nadaljujejo, je potrebno nekaj gospodinjstva.

V telofaza, jedrska membrana se ponovno sestavi in ​​kromosomi se kondenzirajo. To ni ravno kot predvajanje videa profaze v obratni smeri, vendar je blizu. V citokinezase celica razdeli na dve enaki hčerinski celici, od katerih se vsaka pripravi na vstop v fazo G1 in začetek lastnega celičnega cikla.