meta

Den kjernefysiske inndelingen (mitose) av celler fra eukaryote organismer med replikasjon av DNA kan deles inn i fire hovedfaser. Den andre hovedfasen heter meta i hvilke kromosomene trekker seg sammen i en spiral og posisjon i ekvatorialplanet med omtrent samme avstand til begge motstående poler. Spindelfibrene er koblet til sentromerer av kromosomene fra begge polene.

Hva er metafasen?

Metafasen er den andre av totalt fire hovedfaser der kjernedelingen av eukaryote celler, kalt mitose, kan deles inn. Under metafasen er arrangementet av kromosomene i det såkalte ekvatorialplanet eller metafaseplaten karakteristisk.

Hvert enkelt kromosom består av fire kromatider, hvorav to er "identiske". Kromatidene blir opprinnelig holdt sammen av deres vanlige sentromer. Det dannes små proteinstrukturer på sentromerene, som fibrene i spindelpolene fester seg for å trekke søsterkromatidene til motsatte poler. Trekkingen av kromatidene er allerede en del av anafasen som følger metafasen.

Under metafasen gjøres alle preparater som er nødvendige for å fjerne kromatidene fra sentromerene for å kunne bli trukket til polene. Først når alle sentromerer er forbundet med de tilsvarende polfibrene eller mikrotubuliene, frigjøres bindningene til kromatidene på sentromeren slik at deres forskyvning til den respektive pol begynner.

Funksjon & oppgave

I menneskekroppen er det et kontinuerlig behov for vekst basert på celleproduksjon, som for det meste følger prinsippet om celledeling. I nukleare celler fra enkelt- og flercellede organismer (eukaryoter) inkluderer divisjonene inndelingen av cytoplasma og deres cellekjerner.

De to dattercellene som er produsert under divisjon er identiske i deres diploide kromosomsett med den respektive "morscelle", slik at veksten av visse vev i kroppen teoretisk sett er ubegrenset på grunnlag av ikke-seksuell celledeling, så lenge delingsprosessen ikke blir avbrutt eller avsluttet av veksthemmende stoffer.

Prosessen med celledeling er også knyttet til prosessen med kjernedeling, som er kjent som mitose. Innen mitose er den andre av totalt fire hovedfaser kjent som metafasen. Det er en viktig kobling i kjernedivisjonsprosessen. Metafasen er viktig for å plassere kromatidene til det doble settet med kromosomer i ekvatorialplanet eller metaplatet på en slik måte at de kan trekkes av mikrotubule filamenter i retning av de to polene i den etterfølgende anafase.

En spesielt viktig funksjon av metafasen er å sjekke (kontrollpunkt) og overvåke spindelfibrene (mikrotubuli) som stammer fra polene. Det må sikres at mikrotubulene er koblet til den "riktige" sentromer. Dette sikrer at de to settene med kromosomer som er gruppert ved polene under den påfølgende anafasen er helt identiske. Dette kan bare oppnås ved å ha en kromatid av et kromosom ved hver av de to polene etter at kjernen er blitt delt.

Hvis for eksempel to identiske søsterkromatider ble funnet ved en av de to polene og manglet ved den andre polen, ville dette føre til betydelige forstyrrelser med umuligheten av ytterligere cellevekst eller ukontrollert vekst. Når det gjelder parenkymceller, vil det være tap av cellers spesifikke funksjonalitet.

Sykdommer og plager

Mitose legemliggjør en veldig kompleks prosess som involverer risikoen for feil i replikasjonen av DNA-strengene og fordelingen av kromatidene på de to polene, med noen ganger vidtrekkende konsekvenser. For eksempel kan "feil" tilknytning av mikrotubuli til kinetokorene i sentromerene forekomme relativt ofte. For eksempel kan visse kinetokorer forbli frie, dvs. ikke koblet til en mikrotubule, eller begge kromatider er koblet til mikrotubuli med samme pol ved sine sentromerer. En av de viktigste funksjonene til metafasen ligger i å sjekke for "riktig" og fullstendig feste av mikrotubuli til kinetokoren.

Trekkingen av kromosomene i anafasen frigjøres normalt bare når kontrollen av spindelfibrene er vellykket, og alle kinetokorer signaliserer riktig tilkobling. Det mitotiske sjekkpunktet blir implementert av en gruppe spesialiserte proteiner som undertrykker eller kontanter i overgangen til anafasen hvis vedheftet ikke tilsvarer målverdien. Prosessen er noe som kan sammenlignes med et pitstopp i et Formel 1-løp, når alle fire montører må rapportere ferdig etter å ha byttet hjul før Formel 1-føreren kan starte igjen.

Et annet større problem oppstår når det gjøres feil ved å bryte DNA-strengene. Dette kan føre til et tap av funksjon av cellene og til kontinuerlig, rask eller sakte fremgang, ytterligere mitoser som ikke lenger reagerer på kroppens egne veksthemmere. Den uhemmet veksten kjennetegner godartede (godartede) eller ondartede (ondartede) svulster.

Andre problemer kan oppstå fra DNA-metylering. Når DNA-strengene er delt opp, kan aktiviteten til DNA-metyltransferaser føre til tilsetning av metylgrupper (-CH3) til DNA. Prosessen tilsvarer ikke en genmutasjon i konvensjonell forstand, men den tilsvarer en epigenetisk endring i det berørte genet. "Genmetyleringen" fører vanligvis til fenotypisk gjenkjennelige forandringer hos det berørte individet og blir stort sett sendt videre til neste generasjon celler - på lik linje med en arv.

I hvilken grad utviklingen av godartede og ondartede svulster og DNA-metylering kan føres tilbake til prosesser i metafasen er ikke undersøkt tilstrekkelig.