Mitootinen karan rakenne, muodostuminen, toiminta ja kehitys



mitoottinen kara tai akromaattinen, jota kutsutaan myös mitoottiseksi koneeksi, on solurakenne, joka koostuu proteiinia sisältävistä mikrotubuluksista, jotka muodostuvat solujen jakautumisen (mitoosi ja meioosi) aikana..

Termi achromatic viittaa siihen, että se ei tahraa väriaineilla orcein A tai B. Kara osallistuu geneettisen materiaalin tasapuoliseen jakautumiseen kahden tyttärisolun välillä, joka on seurausta solujen jakautumisesta.

Solunjako on prosessi, jossa syntyy sekä sukusoluja, jotka ovat meioottisia soluja, että somaattisia soluja, jotka ovat välttämättömiä organismin kasvulle ja kehittymiselle zygoottista..

Siirtyminen kahden peräkkäisen divisioonan välillä muodostaa solusyklin, jonka kesto vaihtelee suuresti riippuen solutyypistä ja ärsykkeistä, joihin se on altistunut..

Eukaryoottisolun mitoosin aikana (solu, jolla on todelliset ytimet ja organellit, jotka on rajattu kalvoilla) esiintyy useita vaiheita: S-vaihe, profaasi, prometafaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi ja rajapinta.

Aluksi kromosomit tiivistyvät, jolloin muodostuu kaksi identtistä filamenttia, joita kutsutaan kromatideiksi. Kukin kromatidi sisältää yhden kahdesta aikaisemmin tuotetusta DNA-molekyylistä, jotka on liitetty toisiinsa alueena, jota kutsutaan centromeeriksi, jolla on keskeinen rooli siirtymisprosessissa kohti soluja ennen solunjakoa..

Mitootinen jakautuminen tapahtuu organismin koko elinaikana. On arvioitu, että ihmisen elämässä noin 10 esiintyy elimistössä17 solujen jakaumat. Meioottinen jakautuminen tapahtuu soluissa, jotka tuottavat sukusoluja tai sukupuolisoluja.

indeksi

  • 1 Rakenne ja koulutus
    • 1.1 Suhde sytoskeletoon
    • 1.2 Solusykli ja akromaattinen kara: S-vaihe, profaasi, prometafaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi ja interfaasi.
    • 1.3 Kromosomaalisen muuttumisen mekanismi
  • 2 Toiminto
    • 2.1 Muita tarkistettavia toimintoja
  • 3 Mekanismin kehitys
  • 4 Viitteet

Rakenne ja koulutus

Suhde sytoskeletoon

Akromaattista karaa pidetään proteiinimikrofibrillien tai solujen mikrotubulusten pitkittäisjärjestelmänä. Se muodostuu solunjakautumisen aikaan, kromosomaalisten keskitomereiden ja solukeskusten keskusosomien välillä, ja se liittyy kromosomien siirtymiseen tytärsolujen tuottamiseksi samalla määrällä geneettistä tietoa.

Keskosomi on alue, jossa mikrotubulukset ovat peräisin sekä akromaattisesta karasta että sytoskeletosta. Nämä karan mikrotubuliat koostuvat tubuliinidimeereistä, jotka on lainattu sytoskeletonista.

Mitoosin alussa solun sytoskeletonin mikrotubulaarinen verkko disartisoituu ja muodostuu akromaattinen kara. Kun solujen jakautuminen tapahtuu, kara karkaistaan ​​ja sytoskeletin mikrotubulusverkko järjestetään uudelleen, palauttamalla solun lepotilaansa.

On tärkeää erottaa toisistaan, että mitoottisessa laitteessa on kolmenlaisia ​​mikrotubuleja: kahden tyyppisiä karan mikrotubuluksia (kinetokoreita ja polaarisia mikrotubuluksia) ja eräänlaista astral-mikrotubulaa (astral-mikrotubulus).

Akromaattisen karan kahdenvälinen symmetria johtuu vuorovaikutuksista, jotka pitävät sen kaksi puoliskoa yhdessä. Nämä vuorovaikutukset ovat: joko sivuttaisia, polaaristen mikrotubulusten positiivisten päällekkäisten päiden välillä; tai ne ovat terminaalisia vuorovaikutuksia kinetokorien mikrotubulusten ja sisarkromatidien kineettien välillä.

Solusykli ja akromaattinen kara: S-vaihe, profaasi, prometafaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi ja interfaasi.

DNA: n replikaatio tapahtuu solusyklin S-vaiheen aikana, sitten profaasin aikana keskusosomien siirtyminen solun vastakkaisiin napoihin ja kromosomit myös kondensoituvat.

prometafaasin

Prometafaasissa mitoottisen koneen muodostuminen tapahtuu mikrotubuloiden kokoonpanon ja niiden tunkeutumisen kautta ytimen sisäosaan. Sisäänrakennetut sisarkromatidit muodostetaan ja nämä puolestaan ​​sitoutuvat mikrotubuluksiin.

metafaasivaiheeseen

Metafaasin aikana kromosomit kohdistetaan tasauskennossa. Kara on järjestetty keskeiseen mitoottiseen karaan ja asteripariin.

Kukin aster koostuu mikrotubuloista, jotka on järjestetty tähtimuotoon ja jotka ulottuvat keskusosomeista solukuoreen. Nämä astraaliset mikrotubulit eivät ole vuorovaikutuksessa kromosomien kanssa.

Sitten sanotaan, että aster säteilee centrosomista, solukuoresta ja osallistuu sekä koko mitoottisen laitteen sijaintiin että solunjakauman tason määrittämiseen sytokineesin aikana.

anafaasisiirtymiseen

Myöhemmin anafaasin aikana karan mikrotubulit ankkuroidaan positiivisella päädyllä kromosomeihin niiden kineokorien kautta ja negatiivisella päähän centrosomiin..

Sisarikromatidien erottaminen tapahtuu itsenäisissä kromosomeissa. Jokainen kinetochore-mikrotubuliin liitetty kromosomi siirtyy solupylvääseen. Samanaikaisesti tapahtuu solupylväiden erottuminen.

Telofaasi ja sytokineesi

Lopuksi, telofaasin ja sytokineesien aikana ydinkalvot muodostuvat tytärydin ympärille ja kromosomit menettävät tiivistetyn ulkonäönsä.

Mitoottinen kara katoaa, kun mikrotubulukset depolymeroituvat ja solujen jakautuminen tapahtuu rajapintaan.

Kromosomien siirtymismekanismi

Mekanismia, joka liittyy kromosomien siirtymiseen pylväitä kohti ja sen jälkeisen pylväiden erottamisen toisistaan, ei kuitenkaan tiedetä tarkasti; Tiedetään, että kinetokoreenin ja siihen kiinnitetyn karan mikrotubuluksen väliset vuorovaikutukset ovat mukana tässä prosessissa..

Kukin kromosomi siirtyy kohti vastaavaa napaa, mutta sitoutuneen mikrotubuluksen tai kinetokorisen mikroputken depolymerointi tapahtuu. Uskotaan, että tämä depolymerointi voi tuottaa kromosomin passiivisen liikkeen karan mikrotubuliin..

Uskotaan myös, että kinetokoreeseen voi liittyä muita moottoriproteiineja, joissa ATP: n hydrolyysistä tulevaa energiaa käytettäisiin..

Tämän energian avulla voitaisiin ajaa kromosomin siirtymistä pitkin mikrotubulia päähänsä, jota kutsutaan "miinukseksi", jossa keskioso sijaitsee.

Yhtenäisesti kinetokoreen tai "enemmän" päähän sitoutuvan mikroputken pään depolymerointi voi tapahtua, mikä edesauttaisi myös kromosomin liikkumista..

toiminto

Akromaattinen tai mitoottinen kara on solurakenne, joka täyttää kromosomien ankkurointitoiminnon niiden kineokorien kautta, kohdistamalla ne solu-ekvaattoriin ja lopulta ohjaamalla kromatidien siirtymisen vastakkaisiin soluihin ennen jakautumistaan, mikä mahdollistaa jakautumisen. kahden tyttärisolun välistä tasapuolista geneettistä materiaalia.

Jos tässä prosessissa esiintyy virheitä, syntyy kromosomien puute tai ylimäärä, mikä tarkoittaa epänormaaleja kehitysmalleja (esiintyy embryogeneesin aikana) ja erilaisia ​​patologioita (esiintyy yksilön syntymän jälkeen)..

Muita tarkistettavia toimintoja

On näyttöä siitä, että karan mikrotubulukset ovat mukana sytoplasmiseen jakautumiseen vastuussa olevien rakenteiden sijainnin määrittämisessä.

Tärkein todiste on, että solujen jakautuminen tapahtuu aina karan keskiviivassa, jossa polaariset kuidut limittyvät.

Mekanismin kehitys

Ratkaisevasti se on valittu erittäin redundanttiseksi mekanismiksi, jossa kukin vaihe suoritetaan mikrotubulusmoottoreilla..

Uskotaan, että mikrotubulusten evoluutiomääräinen hankkiminen johtui endosymbioosin prosessista, jossa eukaryoottinen solu absorboi prokaryoottisen solun, joka esitteli nämä karan rakenteet. Kaikki tämä olisi voinut tapahtua ennen mitoosin esiintymistä.

Tämä hypoteesi viittaa siihen, että mikrotubulaariset proteiinirakenteet olisivat voineet alun perin täyttää propulsiotoiminnon. Sitten, kun tulossa osaksi uutta organismia, mikrotubulit muodostavat sytoskeletin ja myöhemmin mitoottiset koneet.

Evoluution historiassa tapahtui vaihteluja eukaryoottisten solujen jakautumisen perusjärjestelmässä. Solunjako edustaa vain joitakin solusyklin vaiheita, mikä on merkittävä prosessi.

viittaukset

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. ja Wiedemann, C.G. (2003). Solubiologia, lyhyt kurssi. Toinen painos. s. 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
  2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. ja Goodwin, S.F. (2016). Geneettiset edistysaskeleet. Ensimmäinen painos. Elsevier Academic Press. s. 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
  3. Hartwell, L., Goldberg, M.L., Fischer, J. ja Hood, L. (2017). Geneettinen: geeneistä genomeihin. Kuudes painos. McGraw-Hill. s. 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
  4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Jaottavien solujen mitoottisen laitteen eristäminen ja biokemiallinen karakterisointi. Kansallisten tiedeakatemian julkaisut, 38 (9), 826-838. doi: 10,1073 / pnas.38.9.826
  5. Yu, H. (2017). Genetics-viestintä: Visualisoinnit ja esitykset. Palgrave Macmillan UK. Ensimmäinen painos. pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4