Mitotikus orsószerkezet, kialakulás, működés és evolúció

az mitotikus orsó vagy az akromatikus, más néven mitotikus gép, egy sejtstruktúra, amely fehérje természetű mikrotubulusokból áll, amelyek a sejtosztódás (mitózis és meiosis) során képződnek..

Az achromat kifejezés azt jelenti, hogy az A vagy B színezékkel nem fest. A főorsó részt vesz a genetikai anyag egyenlő eloszlásában a két lánysejt között a sejtek osztódása következtében..

A sejtosztódás az a folyamat, amelynek során mind a gaméták, mint a meiotikus sejtek, mind a szomatikus sejtek, amelyek szükségesek egy szervezet növekedéséhez és fejlődéséhez a zigótából keletkeznek..

A két egymást követő divízió közötti átmenet a sejtciklust képezi, amelynek időtartama nagymértékben változik a sejt típusától és az általa kitett ingerektől függően..

Az eukarióta sejtek mitózisa során (valódi sejtmaggal és membránokkal határolt organellákkal rendelkező sejtek) több fázis fordul elő: S-fázis, propáza, prometafázis, metafázis, anafázis, telofázis és interfész.

Kezdetben a kromoszómák kondenzálódnak, és két azonos szálat alkotnak, amelyeket kromatidnak neveznek. Mindegyik kromatid a két korábban előállított DNS-molekula egyikét tartalmazza, amelyeket egy centromere nevű régió köti össze, amely alapvető szerepet játszik a sejtek szétválasztása előtti migrációs folyamatban..

A mitotikus megoszlás a szervezet teljes élettartama alatt történik. Becslések szerint az emberi élet során körülbelül 10 előfordul a szervezetben¹⁷ sejtmegosztások. A meiotikus felosztás a sejtekben, amelyek gamétákat vagy szexuális sejteket termelnek.

index

• 1 Felépítés és képzés
  • 1.1 Kapcsolat a citoszkeletonnal
  • 1.2 Sejtciklus és akromatikus orsó: S-fázis, propáza, prometafázis, metafázis, anafázis, telofázis és interfázis.
  • 1.3 A kromoszóma-migráció mechanizmusa
• 2 Funkció
  • 2.1 Más ellenőrizendő funkciók
• 3 A mechanizmus fejlődése
• 4 Referenciák

Felépítés és képzés

Kapcsolat a citoszkeletonnal

Az akromatikus orsót a fehérjemikrofilek vagy a celluláris mikrotubulusok hosszirányú rendszerének tekintik. A sejtosztódás idején keletkezik, a kromoszóma centromerjei és a sejtoszlopok centroszómái között, és a kromoszómák migrációjához kapcsolódik, hogy ugyanolyan mennyiségű genetikai információval rendelkezzen a lányok sejtjeivel..

A centroszóma az a terület, ahol a mikrotubulusok mind az akromatikus orsóból, mind a citoszkeletonból származnak. Ezeket az orsó-mikrotubulusokat a citoszkeletonból kölcsönzött tubulin-dimerek alkotják.

A mitózis kezdetén a sejt citoszkeletonjának mikrotubuláris hálózata diszkriculálódik és az akromatikus orsó alakul ki. A sejtosztódás után az orsót diszkrétáljuk, és a cytoskeleton mikrotubulus hálózatát átszervezzük, és a sejtet visszaállítjuk a nyugalmi állapotába.

Fontos megkülönböztetni, hogy a mitotikus készülékekben háromféle mikrotubulus létezik: kétféle orsó-mikrotubulus (kinetochore és poláris mikrotubulusok), és egyfajta asztrális mikrotubulus (asztrális mikrotubulusok).

Az akromatikus orsó kétoldalú szimmetriája az interakcióknak köszönhető, amelyek megtartják a két felét. Ezek a kölcsönhatások: a laterálisak, a poláris mikrotubulusok pozitív szuperponált végei között; vagy a terminális kölcsönhatások a kinetokhorok mikrotubulusai és a testvér kromatidok kinetochorjai között.

Sejtciklus és akromatikus orsó: S-fázis, propáza, prometafázis, metafázis, anafázis, telofázis és interfázis.

A DNS-replikáció a sejtciklus S-fázisában történik, majd a profilázás során a centroszomok migrációja a sejt ellentétes pólusaira történik, és a kromoszómák is kondenzálódnak.

prometafázis

A prometafázisban a mitotikus gépek kialakulása a mikrotubulusok összeszerelésének és a mag belsejébe való behatolásának köszönhetően történik. A centromerekkel összekapcsolt nővér kromatidokat generálják, és ezek a mikrotubulusokhoz kötődnek.

metafázis

A metafázis során a kromoszómák az egyenlítői síkban vannak elrendezve. Az orsó egy központi mitotikus orsóban és egy pár aszférában van elrendezve.

Mindegyik aster mikrotubulusból áll, amelyek csillag alakúak, és a centroszómáktól a sejtkéregig terjednek. Ezek az asztrális mikrotubulusok nem hatnak a kromoszómákkal.

Azt mondják tehát, hogy az aster sugárzik a centroszómából, a sejtkéregbe és részt vesz mind a teljes mitotikus berendezés helyén, mind a sejtek osztódási síkjának meghatározásában a citokinézis során..

anafázist

Később, az anafázis során, az orsó mikrotubulusai a kromoszómák pozitív végével vannak rögzítve a kinetokhorok és a centroszóma negatív vége által..

A testvérkromatidok elkülönítése független kromoszómákban történik. A kinetochore mikrotubulushoz csatolt minden kromoszóma egy sejtoszlopra lép. Ezzel párhuzamosan a sejtoszlopok szétválnak.

Telofázis és citokinézis

Végül a telofázis és a citokinézis során a nukleáris membránok kialakulnak a lánymagok köré, és a kromoszómák elveszítik kondenzált megjelenését.

A mitotikus orsó eltűnik, amikor a mikrotubulusok depolimerizálódnak és a sejtek megoszlása ​​lép be az interfészbe.

Kromoszóma-migrációs mechanizmus

Azonban a kromoszómáknak a pólusok felé történő migrációjával kapcsolatos mechanizmus és a pólusok egymást követő szétválasztása nem ismert pontosan; Ismert, hogy a kinetochore és az ahhoz csatlakoztatott orsó mikrotubulusa közötti kölcsönhatások részt vesznek ebben a folyamatban..

Miközben minden kromoszóma a megfelelő pólus felé mozdul el, a kötött mikrotubulus vagy kinetokoros mikrotubulus depolimerizációja következik be. Úgy gondoljuk, hogy ez a depolimerizáció az orsó mikrotubulusához kötött kromoszóma passzív mozgását eredményezheti..

Úgy véljük továbbá, hogy más motorproteinek is kapcsolódhatnak a kinetochore-hoz, amelyekben az ATP hidrolíziséből származó energiát alkalmazzuk..

Ez az energia arra szolgálna, hogy a kromoszóma migrációját a mikrotubulus mentén a "mínusz" végéig vezesse, ahol a centroszóma található..

Egyidejűleg előfordulhat, hogy a mikrotubulus végének depolimerizációja, amely kötődik a kinetochore-hoz, vagy "több" végéhez, szintén hozzájárulhat a kromoszóma mozgásához..

függvény

Az akromatikus vagy mitotikus orsó egy olyan celluláris szerkezet, amely a kromoszómák kinetokhorokon keresztül történő rögzítésének funkcióját teljesíti, összehangolja őket a celluláris egyenlítővel és végül a kromatidok migrációját irányítja a sejt ellentétes pólusai felé, lehetővé téve az eloszlást méltányos genetikai anyag a két lánysejt között, ami eredményez.

Ha ebben a folyamatban hibák lépnek fel, akkor a kromoszómák hiánya vagy feleslege keletkezik, ami abnormális fejlődési mintázatokra (az embriogenezis során előforduló), és különböző patológiákra (az egyén születése után fordul elő)..

Más ellenőrizendő funkciók

Bizonyíték van arra, hogy az orsó mikrotubulusai részt vesznek a citoplazmatikus felosztásért felelős struktúrák elhelyezkedésének meghatározásában.

A legfőbb bizonyíték arra utal, hogy a sejtosztódás mindig az orsó középvonalában történik, ahol a poláris szálak átfedik egymást.

A mechanizmus fejlődése

Evolúciósan nagyon redundáns mechanizmusként lett kiválasztva, amelyben minden egyes lépést mikrotubulus motoros fehérjék hajtanak végre..

Úgy véljük, hogy a mikrotubulusok evolúciós megszerzése az endoszimbiosis folyamatának köszönhető, amelyben az eukarióta sejt egy prokarióta sejtet szívott fel, amely ezeket az orsó struktúrákat mutatta be. Mindez történhetett volna a mitózis megjelenése előtt.

Ez a hipotézis azt sugallja, hogy a mikrotubuláris fehérjeszerkezetek eredetileg hajtómű-funkciót tudtak teljesíteni. Ezután, amikor egy új szervezet részévé válik, a mikrotubulusok képeznék a citoszkelont és később a mitotikus gépeket.

Az evolúciós történelemben az eukarióta sejtosztódás alaprendszerében változások történtek. A sejtosztódás csak a sejtciklus néhány fázisát jelenti, ami egy jelentős folyamat.

referenciák

1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. és Wiedemann, C.G. (2003). Sejtbiológia, rövid kurzus. Második kiadás. 535. oldal. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. és Goodwin, S.F. (2016). Előrehaladás a genetikában. Első kiadás. Elsevier Academic Press. 258. o. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
3. Hartwell, L., Goldberg, M. L., Fischer, J. és Hood, L. (2017). Genetika: a génektől a genomokig. Hatodik kiadás. McGraw-Hill. 848. oldal: ISBN: 1259700909, 9781259700903
4. Mazia, D., és Dan, K. (1952). Az elválasztó sejtek mitotikus készülékének izolálása és biokémiai jellemzése. Az Országos Tudományos Akadémia eljárása, 38 (9), 826-838. doi: 10,1073 / pnas.38.9.826
5. Yu, H. (2017). A genetikai kommunikáció: vizualizációk és reprezentációk. Palgrave Macmillan UK. Első kiadás. pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4