Struktur spindle mitotic, pembentukan, fungsi dan evolusi



The spindle mitotic atau achromatic, juga dirujuk sebagai jentera mitosis, adalah struktur selular yang dibentuk oleh microtubules sejenis protein yang terbentuk semasa pembahagian sel (mitosis dan meiosis).

Istilah ini merujuk bukan pewarna achromatic dengan pewarna A dan B. orceína spindle bahagian dalam bahagian yang saksama daripada bahan genetik antara kedua-dua sel anak yang terhasil daripada pembahagian sel.

Pembahagian sel adalah proses di mana kedua-dua gamet, yang merupakan sel meiotik, dan sel-sel somatik yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan organisma dari zigot dihasilkan..

Peralihan antara dua bahagian yang berturut-turut merupakan kitaran sel, yang tempohnya berbeza-beza mengikut jenis sel dan rangsangan yang mana ia terdedah..

Semasa mitosis sel eukariot (sel mempunyai nukleus dilingkungi organel dan membran benar), beberapa langkah berlaku: fasa S, profasa, prometaphase, metafasa, anaphase, telofasa dan antara muka.

Pada mulanya kromosom terpeluwap, membentuk dua helai sama dipanggil kromatid. Setiap kromatid mengandungi salah satu daripada dua molekul DNA yang dijana sebelum ini, dihubungkan bersama oleh satu kawasan yang dipanggil centromere, yang memainkan peranan penting dalam proses pemindahan ke kutub sebelum pembahagian sel..

Bahagian mitosis berlaku sepanjang hayat organisma. Dianggarkan bahawa sepanjang hayat manusia, kira-kira 10 berlaku di dalam badan17 bahagian sel. Bahagian meiotik berlaku di sel-sel yang menghasilkan gamet, atau sel-sel seks.

Indeks

  • 1 Struktur dan latihan
    • 1.1 Hubungan dengan sitoskeleton
    • 1.2 Siklus sel dan spindle achromatic: S fasa, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase dan interphase.
    • 1.3 Mekanisme penghijrahan kromosom
  • 2 Fungsi
    • 2.1 Fungsi lain untuk disahkan
  • 3 Evolusi mekanisme
  • 4 Rujukan

Struktur dan latihan

Hubungan dengan sitoskeleton

gelendong dianggap sebagai sistem microfibrils membujur protein atau microtubules selular. Ia terbentuk pada masa pembahagian sel, antara centromer kromosom dan centrosom di tiang sel, dan berkaitan dengan penghijrahan kromosom untuk menghasilkan sel anak perempuan dengan jumlah maklumat genetik yang sama.

Centrosome adalah rantau di mana microtubules berasal dari spindle achromatic dan sitoskeleton. Mikrotubul spindel ini terdiri daripada dimensi tubulin yang dipinjam dari sitoskeleton.

Pada permulaan mitosis, rangkaian mikrotubular sitoskeleton sel disartikulasikan dan spindle achromatik terbentuk. Selepas pembahagian sel berlaku, gelendong disartikulasikan dan rangkaian microtubule sitoskeleton disusun semula, mengembalikan sel kepada keadaan berehatnya.

Ia adalah penting untuk membezakan bahawa terdapat tiga jenis microtubules dalam alat mitosis, dua jenis microtubules spindle (microtubules kinetokor dan kutub), dan sejenis microtubule aster (microtubules astral).

Simetri dua hala spindle achromatik adalah disebabkan oleh interaksi yang mengekalkan dua bahagiannya bersama-sama. Interaksi ini adalah: sama ada lateral, antara hujung superimposed yang positif dari microtubules kutub; atau mereka adalah interaksi terminal antara microtubules kinetochores dan kinetochores kakak kromatid.

Kitaran sel dan spindle achromatik: S fasa, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase dan interphase.

Replikasi DNA berlaku semasa fasa S dalam kitaran sel, maka, semasa profase, penghijrahan centrosomes ke tiang bertentangan sel berlaku dan kromosom juga mengalir.

Prometaphase

Dalam prometaphase pembentukan jentera mitotik berlaku, terima kasih kepada pemasangan microtubules dan penembusan mereka ke bahagian dalam nukleus. Kromatid kakak yang disertai oleh centromer dijana dan ini, seterusnya, mengikat microtubules.

Metaphase

Semasa metafase, kromosom diselaraskan dalam satah selular khatulistiwa. Spindle ini dianjurkan dalam spindle mitotik utama dan sepasang aster.

Setiap aster terdiri daripada microtubules yang disusun dalam bentuk bintang yang meluas dari centrosomes ke korteks selular. Mikrotubula astral ini tidak berinteraksi dengan kromosom.

Ia berkata kemudian bahawa asters memancarkan dari sentrosom untuk korteks sel dan mengambil bahagian dalam kedua-dua lokasi di seluruh radas mitosis seperti dalam menentukan satah pembahagian sel semasa sitokinesis.

Anaphase

Kemudian, semasa anaphase, microtubules spindle itu berlabuh oleh ujung positif kepada kromosom melalui kinetochores mereka dan dengan ujung negatif ke sentrosom..

Pemisahan kakak kromatid berlaku dalam kromosom bebas. Setiap kromosom yang dilampirkan pada microtubule kinetochore bergerak ke kutub sel. Pada masa yang sama pemisahan tiang sel berlaku.

Telophase dan sitokinesis

Akhirnya, semasa telophase dan sitokinesis membran nuklear dibentuk di sekeliling nukleus anak perempuan dan kromosom kehilangan penampilan mereka yang terkondensasi.

Spindle mitotik hilang apabila microtubules menyekat dan pembahagian sel berlaku memasuki antara muka.

Mekanisme penghijrahan kromosom

Mekanisme yang terlibat dalam penghijrahan kromosom ke arah tiang dan perpisahan berikutnya dari kutub dari satu sama lain tidak diketahui dengan tepat, bagaimanapun; Adalah diketahui bahawa interaksi antara kinetochore dan microtubule spindle yang dilampirkan kepadanya terlibat dalam proses ini..

Walaupun setiap kromosom berhijrah ke arah tiang yang sama, depolimeran mikrotubule terikat, atau microtubule kinetochoric, berlaku. Adalah dipercayai bahawa pengurungan ini dapat menjana pergerakan pasif kromosom yang terikat pada mikrotubul spindle.

Ia juga dipercayai bahawa terdapat protein motor lain yang berkaitan dengan kinetochore, di mana tenaga yang datang dari hidrolisis ATP akan digunakan..

Tenaga ini akan berfungsi untuk memacu penghijrahan kromosom di sepanjang microtubule hingga akhirnya dipanggil "tolak" di mana centrosome terletak.

Bersamaan dengan itu, depolimeran akhir microtubule yang mengikat ke kinetochore, atau "lebih" akhir, boleh berlaku, yang juga akan menyumbang kepada pergerakan kromosom..

Fungsi

Gelendong achromatic atau mitosis ialah struktur sel yang berfungsi untuk menambat kromosom melalui kinetochores mereka, menyelaraskan sel Ecuador dan akhirnya mengarahkan penghijrahan kromatid ke kutub bertentangan dengan sel sebelum bahagian, membolehkan pengagihan bahan genetik yang saksama antara kedua-dua sel anak perempuan yang dihasilkan.

Kesilapan berlaku dalam proses ini, kekurangan atau berlebihan kromosom dihasilkan, yang menyebabkan corak pembangunan yang tidak normal (berlaku semasa embriogenesis), dan pelbagai pathologies (berlaku selepas kelahiran individu).

Fungsi lain untuk disahkan

Terdapat bukti bahawa microtubules spindle terlibat dalam penentuan lokasi struktur yang bertanggungjawab untuk bahagian sitoplasmik.

Bukti utama ialah pembahagian sel sentiasa berlaku di garis tengah gelendong, di mana serat kutub bertindih.

Evolusi mekanisme itu

Secara evolutif telah dipilih sebagai mekanisme yang sangat berlebihan, di mana setiap langkah dilakukan oleh protein motor microtubule..

Adalah dipercayai bahawa pengambilalihan evolusi microtubules disebabkan oleh proses endosymbiosis, di mana medium sel eukariot diserap sel prokariot membentangkan struktur ini radas gelendong. Semua ini boleh berlaku sebelum kemunculan mitosis.

Hipotesis ini menunjukkan bahawa struktur protein mikrotubular pada asalnya dapat memenuhi fungsi pendorong. Kemudian, apabila menjadi sebahagian daripada organisma baru, microtubules akan membentuk sitoskeleton dan kemudian, jentera mitotik.

Dalam sejarah evolusi, variasi dalam skema asas pembahagian sel eukariotik berlaku. Bahagian sel mewakili hanya beberapa fasa kitaran sel, yang merupakan proses utama.

Rujukan

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. dan Wiedemann, C.G. (2003). Biologi sel, kursus pendek. Edisi kedua. pp 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
  2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. dan Goodwin, S.F. (2016). Kemajuan dalam Genetik. Edisi pertama. Akhbar Akademik Elsevier. ms 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
  3. Hartwell, L., Goldberg, M.L., Fischer, J. dan Hood, L. (2017). Genetik: Dari Gen ke Genom. Edisi keenam. McGraw-Hill. pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
  4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Pengasingan dan Pengekalan Biokimia terhadap Peralatan Mitotik Pembahagian Sel. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
  5. Yu, H. (2017). Berkomunikasi Genetika: Visualisasi dan Perwakilan. Palgrave Macmillan UK. Edisi Pertama. pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4