Den prophase er den første fasen av celledeling ved mitose og meiose. Det er fasen etter DNA-syntesetrinnet (S-fasen av cellesyklusen). På dette stadiet når kromosomene en høy grad av kondens og individualitet.
I meiose er det to profaser, som er veldig forskjellige fra hverandre og fra mitose. Bare i meiotisk profase forekommer jeg for eksempel rekombinasjon. Denne fasen er delt inn i forskjellige stadier: leptoten, zygoten, pachytene, diploten og diakinesis.
Prophase. Leomonaci98, fra Wikimedia Commons
I løpet av profesen, i tillegg til kondensasjonen som er oppnådd med de dupliserte kromosomene, skjer endringsprosesser på det ekstra-kjernefysiske nivået. Den viktigste cytoplasmatiske hendelsen under profase er dannelsen av den achromatiske spindelen ved hver cellepol. Dette gjør at kromosomene kan mobiliseres i påfølgende stadier av celledelingen for å sikre deres riktige segregering.
Det er viktige forskjeller mellom celledelinger i dyreceller og planteceller. Noen vil bli nevnt senere. I alt er det imidlertid en fullstendig omorganisering av cellen.
Derfor fokuserer mitose og meiose på skjebnen til DNA og kjernen. Men sannheten er at når en celle deler seg, deler den alt og alt deltar i prosessen.
Dermed gjennomgår alle cellulære komponenter radikale forandringer i løpet av profetene om mitose og meiose. Den endoplasmatiske retikulum og Golgi-komplekset ser ut til å forsvinne: De endrer imidlertid bare strukturen. Mitokondrier og kloroplast deler seg også, noe som gir opphav til nye organeller.
Profase i mitose
Celledeling ved mitose. Hentet fra es.wikipedia.org
Dyreprofase
Dyreceller har en enkelt sentriole. Etter fullført DNA-syntese som forberedelse for mitose, forbereder sentriolen seg også til å dele seg.
Sentrioler består av et par identiske strukturer kalt diplosomer, vinkelrett på hverandre. Disse skilles ut, og hver og en vil være en form for opprettelsen av en ny. Syntesen av det nye diplosomet skjer når hvert gammelt diplosom migrerer til motsatte poler av cellen.
Den andre avgjørende hendelsen av profase, og en som deles med planteceller, er kromatinkompaktering. Dette er kanskje det mest bemerkelsesverdige cytologiske elementet i profase under celledeling.
DNA når en høy grad av komprimering, og for første gang blir det observert som et morfologisk individualisert kromosom.
De komprimerte kromosomene involverer søsterkromatidene til hver av dem, fremdeles forenet av samme sentromer. Selv om denne sentromeren virkelig er dobbel, oppfører den seg som en enkelt.
Kromosomene vil bli sett på som en X, fordi de er to kopikromatider festet til samme sentrum. Derfor vil hver celle i profase ha et dobbelt antall kromatider, sammenlignet med et antall sentromerer lik antallet '2n' av arten.
Det vil si at en profase-mitotisk celle er diploid etter antall sentromerer, men tetraploid (4n) etter antall kromatider.
Vegetabilsk profase
I planteceller er det en fase før profase kalt preprophase. Som forberedelse til celledeling går den store cellevakuolen i oppløsning.
Takket være dette dannes et fritt eller ubesatt cytoplasmatisk band, kalt et fragmosom. Dette gjør at plantecellekjernen kan plassere seg mot ekvator på cellen.
I tillegg kollapser den kortikale organisasjonen av mikrotubulene mot samme sted. Dette vil gi opphav til det som kalles preprophase band (BPP).
Det preprofasiske båndet for plantens celledeling. Hentet fra en.wikipedia.org
Det preprofasiske båndet vil vises først som en ring, men vil ende opp med å dekke kjernen. Det vil si at mikrotubuli som linjer cellemembranen internt, alle mobiliserer mot fragmosomet.
Deretter vil det preprofasiske båndet som omgir ekvatorialkjernen tillate å organisere lokalt stedet der fragmoplasten som erstatter den til slutt vil vises.
Dynamisk sett vil mikrotubulene i plantecellen gå fra en fase til en annen uten åpenbare overganger. Det vil si fra kortikalt arrangement til fragmosom og derfra til fragmoplast.
Stedet for alle disse strukturelle endringene i plantecellen er det samme hvor avsettingen av celleplaten vil skje. Og derfor representerer det planet der cellen vil dele seg.
For alt annet er planteprofasen identisk med den som er observert i profasen til dyreceller
Profase i meiose
Den meiotiske inndelingen. Hentet fra es.wikipedia.or
Bare i profase I om meiose forekommer genetisk rekombinasjon. Derfor krever dannelse av komplekse strukturer mellom kromosomer to inndelinger i meiose.
Med tidligere DNA-syntese ble søsterkromatidene produsert på hvert kromosom. Med deres komprimering har vi doble kromosomer som i meiose, i tillegg, kobles mellom homologer.
Dette fører til generering av bivalenter (to interaktive homologe kromosomer). Siden hver enkelt er duplisert, snakker vi faktisk om tetrader. Det vil si for kromatidtetrader forenet i en struktur som må løses ved hjelp av to celledelinger.
I det første vil de homologe kromosomene separeres, mens i den andre må søsterkromatidene skilles fra hverandre.
Profase I
I meiotisk profase I er søsterkromatider organisert på kompakte proteinholdige strukturer som utgjør den sentrale kromosomale aksen.
Det synaptonemiske komplekset (CS) vil dannes på denne aksen, noe som vil holde de homologe sammenkoblende kromosomene sammen. Under profase I vil det synaptonemiske komplekset la homologe kromosomer til å gå inn i synapser.
I disse stadiene kan det dannes krysningspunkter, synlige som chiasmer, der den genetiske rekombinasjonsprosessen vil finne sted. Det vil si den fysiske utvekslingen mellom de deltagende DNA-molekylene som definerer pachytene.
Profase II
Profase II er ikke forut for tidligere DNA-syntese. Her ble doble kromosomer forbundet med de samme (doble) sentromerene. Dette er fordi DNA-syntese, både i mitose og meiose, bare forekommer i S (syntese) fasen av cellesyklusen.
I denne andre divisjon vil vi ha fire meiocytter. En meiocyte er en celle som er produktet av en meiotisk divisjon.
Prophase II vil derfor være ansvarlig for separasjonen av søsterkromatider fra kromosomer som er arvet fra profase I. Derfor vil hver meiocytt ved slutten av den meiotiske prosessen ha haploide sett med kromosomer av arten.
referanser
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. utgave). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
- Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduksjon til genetisk analyse (11. utg.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Kohesinkomplekset ved meiose hos pattedyr. Genes to Cells, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Cytoskelettets og tilhørende proteiners rolle i bestemmelsen av plantens celledelingsplan. The Plant Journal, 75: 258-269.