Metafasa

Pembahagian nuklear (mitosis) sel organisma eukariotik dengan replikasi DNA dapat dibahagikan kepada empat fasa utama. Fasa utama kedua dipanggil Metafasa yang mana kromosom berkontraksi dalam lingkaran dan kedudukan di satah khatulistiwa dengan jarak yang hampir sama dengan kedua-dua kutub yang bertentangan. Serat gelendong disambungkan ke sentromer kromosom dari kedua kutub.

Apa itu metafasa?

Metafasa adalah yang kedua dari empat fasa utama di mana pembahagian inti sel eukariotik, yang disebut mitosis, dapat dibahagikan. Semasa metafasa, susunan kromosom dalam satah khatulistiwa atau plat metafasa adalah ciri.

Setiap kromosom tunggal terdiri daripada empat kromatid, dua daripadanya "sama". Kromatid pada mulanya disatukan oleh sentromer biasa mereka. Struktur protein kecil terbentuk pada sentromer, di mana serat kutub gelendong melekat untuk menarik kromatid saudari ke kutub yang berlawanan. Penarikan kromatid sudah menjadi sebahagian daripada anafase yang mengikuti metafasa.

Semasa metafasa semua persiapan dibuat yang diperlukan untuk melepaskan kromatid dari sentromer agar dapat ditarik ke kutub. Hanya apabila semua sentromer dihubungkan dengan gentian kutub atau mikrotubulus yang sesuai, ikatan kromatid pada sentromernya dilepaskan sehingga perpindahan mereka ke kutub masing-masing bermula.

Fungsi & tugas

Di dalam tubuh manusia terdapat keperluan pertumbuhan yang berterusan berdasarkan pembiakan sel, yang kebanyakannya mengikuti prinsip pembelahan sel. Dalam sel nukleasi organisma tunggal dan multiselular (eukariota), pembahagian merangkumi pembahagian sitoplasma dan inti selnya.

Kedua-dua sel anak yang dihasilkan semasa pembelahan adalah sama dalam set kromosom diploidnya dengan "sel induk" masing-masing, sehingga pertumbuhan tisu tertentu dalam tubuh secara teori tidak terbatas berdasarkan pembelahan sel bukan seksual, selagi proses pembelahan tidak terganggu atau dihentikan oleh bahan penghambat pertumbuhan.

Proses pembelahan sel juga dihubungkan dengan proses pembelahan nuklear, yang dikenali sebagai mitosis. Dalam mitosis, yang kedua dari empat fasa utama dikenali sebagai metafasa. Ini adalah penghubung penting dalam proses pembahagian teras. Metafasa penting untuk meletakkan kromatid dari set ganda kromosom di satah khatulistiwa atau metaplate sedemikian rupa sehingga dapat ditarik oleh filamen mikrotubulus ke arah dua kutub pada anafase berikutnya.

Fungsi metafasa yang sangat penting adalah memeriksa (checkpoint) dan memantau gentian spindle (microtubules) yang terpancar dari kutub. Ia mesti dipastikan bahawa mikrotubulus disambungkan ke sentromer "betul". Ini memastikan bahawa dua set kromosom yang dikelompokkan di kutub semasa anafase seterusnya sama. Ini hanya dapat dicapai dengan memiliki kromatid kromosom pada setiap dua kutub setelah inti dibahagi.

Jika, misalnya, dua kromatid saudara yang sama ditemukan di salah satu dari dua kutub dan hilang di tiang yang lain, ini akan menyebabkan gangguan yang besar dengan kemustahilan pertumbuhan sel lebih lanjut atau pertumbuhan yang tidak diperiksa. Dalam kes sel parenkim, terdapat kehilangan fungsi spesifik sel.

Penyakit & penyakit

Mitosis merangkumi proses yang sangat kompleks yang melibatkan risiko kesalahan dalam replikasi helai DNA dan penyebaran kromatid pada dua kutub, dengan konsekuensi yang kadang-kadang jauh. Contohnya, penyambungan mikrotubulus yang “tidak betul” ke kinetokores sentromer boleh berlaku secara relatif. Sebagai contoh, kinetochores tertentu boleh tetap bebas, iaitu tidak disambungkan ke mikrotubulus, atau kedua kromatid disambungkan ke mikrotubulus tiang yang sama pada sentromernya. Salah satu fungsi yang paling penting dari metafasa adalah memeriksa "betul" dan pelekatan lengkap mikrotubulus ke kinetochore.

Penarikan kromosom di anafase biasanya hanya dilepaskan apabila pemeriksaan gentian gelendong berjaya dan semua kinetokore memberi isyarat hubungan yang betul. Titik pemeriksaan mitotik dilaksanakan oleh sekumpulan protein khusus yang menekan atau menguangkan peralihan ke anafase jika lekatan tidak sesuai dengan nilai sasaran. Prosesnya agak setanding dengan pit stop dalam perlumbaan Formula 1, apabila keempat-empat pemain harus melaporkan penyelesaian setelah menukar roda sebelum pemandu Formula 1 dapat memulakannya semula.

Masalah lain yang lebih besar timbul apabila kesilapan dilakukan dalam memecahkan helai DNA. Ini boleh menyebabkan hilangnya fungsi sel dan berterusan, cepat atau lambat berkembang semakin berkurang yang tidak lagi bertindak balas terhadap penghambat pertumbuhan tubuh sendiri. Pertumbuhan yang tidak dihalang mencirikan tumor jinak (jinak) atau ganas (malignan).

Masalah lain boleh timbul daripada metilasi DNA. Apabila helai DNA dipisahkan, aktiviti metiltransferase DNA boleh menyebabkan penambahan kumpulan metil (-CH3) ke DNA. Proses ini tidak sesuai dengan mutasi gen dalam pengertian konvensional, tetapi sesuai dengan perubahan epigenetik pada gen yang terkena. "Metilasi gen" biasanya membawa kepada perubahan yang dapat dikenali secara fenotip pada individu yang terjejas dan kebanyakannya diturunkan ke generasi sel seterusnya - serupa dengan pewarisan.

Sejauh mana perkembangan tumor jinak dan ganas dan metilasi DNA dapat ditelusuri kembali ke proses dalam metafasa belum diteliti secara memadai.