Mitotik iğ yapısı, oluşumu, işlevi ve evrimi



mitotik mil veya mitotik makine olarak da adlandırılan achromatic, hücre bölünmesi sırasında oluşan bir protein yapısına sahip mikrotübüllerin oluşturduğu hücresel bir yapıdır (mitoz ve mayoz).

Akromatik terimi, A veya B boyaları ya da Azin B ile lekelenmediğini belirtir. İş mili, genetik malzemenin hücre hücrelerinin bölünmesinden kaynaklanan iki yeni hücre arasında eşit dağılımına katılır..

Hücre bölünmesi, hem mayotik hücreler olan gametlerin hem de bir organizmanın zigottan büyümesi ve gelişmesi için gerekli somatik hücrelerin üretildiği işlemdir..

Ardışık iki bölüm arasındaki geçiş, süresi hücrenin türüne ve maruz kaldığı uyaranlara göre büyük ölçüde değişen hücre döngüsünü oluşturur..

Ökaryotik bir hücrenin mitozunda (gerçek çekirdeğe ve membranlarla sınırlanmış organellere sahip hücre) birkaç faz meydana gelir: S fazı, profaz, prometafaz, metafaz, anafaz, telopaz ve arayüzey.

Başlangıçta kromozomlar yoğunlaşarak kromatitler adı verilen iki özdeş filament oluşturur. Her bir kromatid, hücre bölünmesinden önce, kutuplama işleminde direklere doğru göç sürecinde temel bir rol oynayan, centromere adı verilen bir bölge ile birbirine bağlanmış, daha önce üretilmiş iki DNA molekülünden birini içerir..

Mitotik bölünme, bir organizmanın ömrü boyunca gerçekleşir. İnsan yaşamı boyunca vücutta yaklaşık 10 kişinin olduğu tahmin edilmektedir.17 hücre bölünmeleri. Mayotik bölünme, gamet üreten hücrelerde veya cinsiyet hücrelerinde meydana gelir..

indeks

  • 1 Yapısı ve eğitim
    • 1.1 Hücre iskeleti ile ilişkisi
    • 1.2 Hücre döngüsü ve akromatik iş mili: S fazı, faz, faz, faz, faz, faz, faz, faz.
    • 1.3 Kromozomal göç mekanizması
  • 2 İşlevi
    • 2.1 Doğrulanacak diğer fonksiyonlar
  • 3 Mekanizmanın evrimi
  • 4 Kaynakça

Yapı ve eğitim

Hücre iskeleti ile ilişkisi

Akromatik iş mili, uzunlamasına bir protein mikro-iplikçik sistemi veya hücresel mikrotübül sistemi olarak kabul edilir. Hücre bölünmesi sırasında, kromozomal santromerler ve hücre kutuplarındaki centrozomlar arasında oluşur ve aynı miktarda genetik bilgi içeren yeni hücreler üretmek için kromozomların göçü ile ilgilidir..

Centrosome, mikrotübüllerin hem akromatik milden hem de sito-iskeletten kaynaklandığı bölgedir. Bu iş mili mikrotüpleri, hücre iskeletinden ödünç alınan tubulin dimerlerinden oluşur..

Mitozun başlangıcında, hücrenin hücre iskeletinin mikrotubüler ağı ayrılmaz ve akromatik mil oluşmuştur. Hücre bölünmesi gerçekleştikten sonra, iş mili ayrılmaz ve hücre iskeletinin mikro tüp ağı yeniden düzenlenir ve hücreyi dinlenme durumuna geri döndürür.

Mitotik aparatta üç tip mikrotübül bulunduğunu ayırt etmek önemlidir: iki tür iğ mikrotübülü (kinetochore ve polar mikrotübül) ve bir tür astral mikrotübül (astral mikrotübül).

Akromatik milin iki taraflı simetrisi, iki yarısını bir arada tutan etkileşimlerden kaynaklanmaktadır. Bu etkileşimler şunlardır: polar mikrotüplerin pozitif üst üste binmiş uçları arasında yanal; ya da kinetokorlerin mikrotüpleri ve kardeş kromatidlerin kinetokorları arasındaki uçbirim etkileşimleridir..

Hücre döngüsü ve akromatik mil: S fazı, faz, faz, faz, faz, faz, faz, faz.

DNA replikasyonu, hücre döngüsünün S fazı sırasında gerçekleşir, daha sonra, profaz sırasında, centrozomların hücrenin zıt kutuplarına göçü oluşur ve kromozomlar da yoğunlaşır..

prometafaz

Prometafazda, mikrotüplerin montajı ve çekirdeğin iç kısmına nüfuz etmesi sayesinde mitotik makinelerin oluşumu meydana gelir. Centromerlerin birleştirdiği kardeş kromatitler üretilir ve bunlar da mikrotüplere bağlanır..

metafaz

Metafaz sırasında, kromozomlar ekvatorel hücresel düzlemde hizalanır. Mil, merkezi bir mitotik milde ve bir çift asterde düzenlenir.

Her dalya, merkezkaçlardan hücresel kortekse uzanan, yıldız şeklinde düzenlenmiş mikro tüplerden oluşur. Bu astral mikro tüpler, kromozomlarla etkileşime girmez.

Öyleyse, yıldızın merkezden, hücresel kortekse yayıldığı ve hem tüm mitotik düzeneğin bulunduğu yere hem de sitokinez sırasında hücre bölünmesi düzleminin belirlenmesine katıldığı söylenir..

anafaz

Daha sonra, anafaz sırasında, işmilinin mikro tüpleri, kromozomlara, kinotokları vasıtasıyla pozitif bir uç ve bir merkeze kadar negatif bir uç ile bağlanır..

Kardeş kromatitlerin ayrılması bağımsız kromozomlarda meydana gelir. Bir kinetochore mikrotubule bağlı her bir kromozom, bir hücre direğine hareket eder. Eşzamanlı olarak hücre kutuplarının ayrılması gerçekleşir.

Telophase ve sitokinez

Son olarak, telophase ve sitokinez sırasında nükleer membranlar, çekirdek çekirdeklerin etrafında oluşturulur ve kromozomlar, yoğunlaşmış görünümlerini kaybeder..

Mikrotüpler depolimerize olur ve mitotik mil arayüze girerken hücre bölünmesi gerçekleşir mitotik mil kaybolur.

Kromozom göç mekanizması

Bununla birlikte, kromozomların kutuplara doğru geçişinde ve kutupların birbirlerinden ayrılmasında rol oynayan mekanizma tam olarak bilinmemektedir; Kinetokore ile ona bağlı milin mikro tüpü arasındaki etkileşimlerin bu sürece dahil olduğu bilinmektedir..

Her bir kromozom karşılık gelen direğe doğru göç ederken, bağlı mikrotübül veya kinetokorik mikrotübule depolimerizasyonu meydana gelir. Bu depolimerizasyonun, milin mikrotübülüne bağlı olan kromozomun pasif hareketini üretebileceğine inanılmaktadır..

ATP'nin hidrolizinden gelen enerjinin kullanılacağı kinetokore ile ilişkili diğer motor proteinlerinin olabileceğine de inanılmaktadır..

Bu enerji, kromozomun mikrotübül boyunca, merkezin bulunduğu "eksi" olarak adlandırılan ucuna göç etmesini sağlar..

Bir arada, kinetokora bağlanan mikrotübül ucunun ya da "daha fazla" ucunun depolimerizasyonu meydana gelebilir ve bu da kromozomun hareketine katkıda bulunur..

fonksiyon

Akromatik veya mitotik mil, kromozomları kinetokorlar vasıtasıyla sabitleme, hücresel ekvator ile hizalama ve nihayetinde kromatitlerin hücrenin karşı kutuplarına doğru göç etmesini sağlayarak, bölmeden önce dağılımını sağlayan hücresel bir yapıdır sonuçtaki iki kız hücre arasında eşit genetik materyal.

Bu süreçte hatalar meydana gelirse, anormal gelişim kalıplarına (embriyojenez sırasında meydana gelen) ve çeşitli patolojilere (bireyin doğumundan sonra meydana gelen) dönüşen kromozomların eksikliği veya fazlalığı üretilir..

Doğrulanacak diğer fonksiyonlar

Milin mikro tüplerinin, sitoplazmik bölünmeden sorumlu yapıların yerinin belirlenmesinde yer aldığına dair kanıtlar vardır..

Ana kanıt, hücre bölünmesinin daima, kutupsal liflerin çakıştığı milin orta çizgisinde meydana geldiğidir..

Mekanizmanın evrimi

Evrimsel olarak, her adımın mikrotubule motor proteinleri tarafından gerçekleştirildiği çok yedekli bir mekanizma olarak seçilmiştir..

Mikrotübüllerin evrimsel kazanımının, bir ökaryotik hücrenin, milin bu yapılarını sunan bir prokaryotik hücreyi emdiği bir endosimbiyoz işleminden kaynaklandığına inanılmaktadır. Bütün bunlar mitoz ortaya çıkmadan önce olmuş olabilir..

Bu hipotez, mikrotubüler protein yapılarının başlangıçta bir tahrik işlevini yerine getirebildiğini göstermektedir. Sonra, yeni bir organizmanın parçası olduğunda, mikro tüpler hücre iskeleti ve daha sonra da mitotik makine olacaktı.

Evrimsel tarihinde, ökaryotik hücre bölünmesinin temel şemasında değişiklikler meydana geldi. Hücre bölünmesi, büyük bir süreç olan hücre döngüsünün sadece bazı fazlarını temsil eder..

referanslar

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. ve Wiedemann, C.G. (2003). Hücre biyolojisi, kısa bir kurs. İkinci baskı. pp 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
  2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. ve Goodwin, S.F. (2016). Genetikte Gelişmeler. İlk baskısı. Elsevier Akademik Basın. pp 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
  3. Hartwell, L., Goldberg, M.L., Fischer, J. ve Hood, L. (2017). Genetik: Genlerden Genomlara. Altıncı baskı. McGraw-Hill. pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
  4. Mazia, D. ve Dan, K. (1952). Bölünen Hücrelerin Mitotik Aparatının İzolasyonu ve Biyokimyasal Karakterizasyonu. Ulusal Bilimler Akademisi'nin Bildirileri, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
  5. Yu, H. (2017). Genetik İletişim: Görselleştirmeler ve Gösterimler. Palgrave Macmillan İngiltere. Birinci Basım pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4