Метафаза является стадией в эукариотическая клетка деление, при котором хромосомы выравниваются на метафазной пластинке в середине клетка, Этапы профаза а также прометафазы предшествовать метафазе. На этих этапах деление клеток хромосомы конденсированы, волокна шпинделя форма, и ядерная оболочка сломана. Во время метафазы и поздней прометафазы ячейка выполняет последовательность контрольных точек, чтобы гарантировать, что веретено сформировалось. Микротрубочки, исходящие с каждой стороны клетки, прикрепляются к каждой хромосома, По мере втягивания микротрубочек с каждой стороны клетки наносится одинаковое натяжение хромосом. Это перемещает их в середину клетки. После метафазы сестринские хроматиды которые включают хромосомы делятся, и процесс деления клеток завершен.
В начале эукариотического деления клеток центриоль делится и начинает создавать микротрубочек сеть, которая будет перемещать хромосомы и органеллы на протяжении всего процесса клеточного деления. Эти микротрубочки скручиваются вместе, образуя более крупные волокна, которые тянутся от центросом. Хотя волокна близки к центросомам, поскольку они тянутся к хромосомам, они менее стабильны. Когда волокна растут по направлению к хромосоме, они как складывают, так и вычитают кусочки на неустойчивом конце. Когда волокна растут таким образом, 3 шага вперед, 2 шага назад, они бродят через цитоплазма, В конце концов волокна соединяются с центромера хромосомы. Каждый центромер имеет кинетохору, где могут прикрепляться микротрубочки.
Наиболее важный процесс, выполняемый до и во время метафазы контрольной точки сборки шпинделя. Контрольная точка сборки веретена представляет собой сложную серию механизмов, которая обеспечивает правильное разделение хромосом. Хотя хромосомы по-разному выравниваются во время митоз а также мейоз оба проходят через контрольную точку сборки шпинделя во время метафазы. Если эти контрольные точки пропущены или не функционируют должным образом, ячейка начнется анафаза перед тем, как хромосомы правильно прикреплены к микротрубочкам и выровнены на метафазной пластинке. Если это так, то хромосомы сортируются не в те клетки. Это может привести к образованию слишком много или слишком мало хромосом в результате дочерние клетки, При мейозе это может привести к врожденным дефектам и нежизнеспособному потомству. Если это происходит во время митоза, это может привести к раку клеток.
Во время митоза хромосомы выравниваются в середине клетки, с сестринскими хроматидами каждой хромосомы по обе стороны от метафазной пластинки. До митоза, во время интерфаза клетка копирует свою ДНК. Хромосомы, содержащие ДНК, конденсируются перед метафазой, поэтому они не будут повреждены движениями, которые будут происходить во время метафазы. В начале метафазы и во время поздней прометафазы хромосомы случайным образом располагаются внутри ядра. ядерная мембрана растворяется, и микротрубочки соединяются с каждой хромосомой.
В митозе микротрубочки из каждого центросома подключиться к каждой хромосоме. Хромосомы состоят из двух сестринских хроматид, которые связаны белками, называемыми cohesins. Прежде чем cohesins могут быть разбиты на части, должна быть достигнута контрольная точка митотического веретена, означающая, что все хромосомы прикреплены к микротрубочкам с обеих сторон и выровнены на метафазной пластинке. Когда эта контрольная точка пройдена, хромосомы выпускают сигнал, который активирует анафазо-стимулирующий комплекс. Активация этого комплекса приводит к окончанию метафазы в митозе и началу анафазы.
Выравнивание хромосом с сестринскими хроматидами на каждой стороне метафазной пластинки обеспечивает идентичность двух новых клеток. Сестринские хроматиды представляют две новые цепи ДНК, созданные из одной хромосомы во время стадии синтеза интерфазы. Разделив все эти копии на новые ячейки, две новые созданные ячейки идентичны начальной ячейке. Таким образом, митоз используется для развития новых организмов и восстановления поврежденных тканей. Как будет видно при мейозе, хромосомы выравниваются по-разному, и клетка делится дважды, что приводит к уменьшению генетического материала в каждой клетке.
Метафаза I
Во время первого деления мейоза, мейоза I, гомологичные хромосомы делятся на клетки. Как и в митозе, ДНК размножалась до мейоза, и все хромосомы существуют как сестринские хроматиды. Каждая хромосома имеет гомологичны пара, которая представляет собой ту же часть ДНК, но с разными аллелями. В отличие от митоза, эти гомологичные пары прикрепляются друг к другу через метафазе I мейоза. Вместо того, чтобы сестринские хроматиды были выровнены на метафазной пластинке, в метафазе I гомологичные пары выстроены на метафазной пластинке.
Контрольная точка шпинделя все еще должна быть пройдена, эта точка называется контрольной точкой мейотического шпинделя. Если все хромосомы прикреплены к их гомологичной паре, и каждая пара прикреплена к микротрубочкам с каждой стороны, клетка может перейти к Анафаза I, Во время анафазы I гомологичные пары будут разделены. Таким образом, плоидность клеток будет уменьшена до гаплоидный от диплоид потому что каждая новая клетка будет иметь только одну копию генома или только одну аллель в ген, Неудачи во время метафазы I могут привести к тому, что у клеток будет неправильное количество каждой хромосомы в каждой клетке. Если хотя бы одна гомологичная пара не разделяет право, получающиеся в результате гаметы могут давать нежизнеспособное потомство. Если метафаза I прошла успешно, мейоз я могу продолжить, создав две клетки, каждая с двумя копиями по полному геному.
Метафаза II
После короткого перерыва, называемого интеркинезом, клетки снова начнут делиться. Во время этого разрыва репликация ДНК не происходит, поэтому каждая клетка имеет две копии одного аллеля для каждого гена. Хромосомы снова конденсируются в Фаза II и ядерная оболочка разрушается в начале метафазы II. Однако на этот раз гомологичных пар нет, только сестринские хроматиды. Во время метафазы II эти хромосомы будут выровнены на метафазной пластине посредством тех же процессов, которые были описаны ранее. Как и в митозе, сестринские хроматиды разрываются после прохождения контрольной точки мейотического веретена. Затем клетки могут продолжать свое деление до тех пор, пока не будет получено 4 клетки. Эти клетки будут иметь только один аллель на ген и только одну копию каждого аллеля.
- прометафазе – Этап, непосредственно предшествующий метафазе, в которой ядерная мембрана разрушается.
- анафаза – Стадия сразу после метафазы, когда хромосомы разделены.
- Метафазная пластина – Воображаемая линия в середине клетки, на которой хромосомы выравниваются во время метафазы.
- эукариоты – Ан организм с мембраносвязанным ядром и органеллами.
викторина
1. Молекулы cohesin, которые связывают сестринские хроматиды вместе, разлагаются белком, выделяемым клеткой после прохождения контрольных точек веретена. Если ученый может блокировать этот белок, на какой стадии застрянет клетка?A. MetaphaseB. анафазаC. профаза
Ответ на вопрос № 1
верно. Клетка может определенно пройти через профазу, потому что cohesin необходим неповрежденным, чтобы помочь конденсировать хромосомы. Клетки вступают в метафазу, и хромосомы все еще могут выравниваться на метафазной пластинке. Однако они не могли перейти к анафазе, потому что разделение сестринских хроматид отмечает начало анафазы, и когезин удерживает их вместе.
2. Диплоидный организм имеет 44 гомологичных пары хромосом. Сколько хромосом находится на метафазной пластинке метафазы II мейоза II в организме, подобном этому?A. 88B. 44C. 22
Ответ на вопрос № 2
В верно. Во время мейоза I гомологичные пары были разделены. Таким образом, 88 дуплицированных (сделанных из сестринских хроматид) хромосом были разделены на две клетки во время первого мейоза. Во время мейоза II сестринские хроматиды из 44 хромосом в каждой клетке будут разделены. После того, как хроматиды разделены и разделены на отдельные клетки, они считаются отдельными хромосомами. Однако, хотя они связаны во время метафазы, они все еще считаются одной хромосомой.
3. У некоторых растений слишком большое количество копий хромосомы или полиплоидии не так вредно, как у людей. В некоторых случаях люди с полиплоидией выбираются для использования в сельском хозяйстве. Состояние полиплоидии возникает из-за сбоя в контрольной точке мейотического веретена во время метафазы I. Что случилось с растениями и почему они полезны?A. Растения потеряли копию хромосомы и поэтому производят больше продукта.B. Растения получили копию хромосомы, и, следовательно, производят больше продукта.C. Растения фиксировали неравенство деления, производя более сильные растение.
Ответ на вопрос № 3
В верно. В большинстве случаев полезные растения с полиплоидией полезны из-за дополнительных продуктов, которые они производят. Эти продукты являются результатом более чем двух копий ДНК, кодирующих один и тот же белок. При недостаточной регуляции экспрессии этих генов или ее отсутствии будет получено гораздо больше продукта.