Nukleární dělení (mitóza) buněk eukaryotických organismů s replikací DNA lze rozdělit do čtyř hlavních fází. Druhá hlavní fáze se nazývá metafáze, během níž chromozomy stahují se ve spirálovém vzoru a umisťují se do rovníkové roviny přibližně ve stejných vzdálenostech od obou protilehlých pólů. Vlákna vřetena, vycházející z obou pólů, jsou připojena k centromerám chromozomy.
Co je metafáze?
Metafáze je druhou ze čtyř hlavních fází, na které lze rozdělit jaderné dělení eukaryotických buněk, nazývané mitóza. Během metafáze uspořádání chromozomy v tzv. rovníkové rovině nebo metafázové desce je charakteristická. Každý jednotlivý chromozom se skládá ze čtyř chromatidů, z nichž dva mají „stejnou konstrukci“. Chromatidy jsou zpočátku stále drženy pohromadě společnou centromérou. Na centromerech, ke kterým se připojují vlákna vřetenových pólů, se tvoří malé proteinové struktury, aby táhly sesterské chromatidy k příslušným opačným pólům. Odtržení chromatidů již patří anafáze, která následuje po metafázi. Během metafáze probíhají všechny přípravy nezbytné k oddělení chromatidů od centromer, aby mohly být staženy k pólům. Pouze když jsou všechny centromery připojeny k odpovídajícím pólovým vláknům nebo mikrotubulům, uvolní se vazby chromatidů v jejich centromerech, aby mohl začít jejich transport k příslušnému pólu.
Funkce a úkol
V lidském těle stále existuje potřeba růstu založeného na buněčné proliferaci, který se obvykle řídí principem dělení buněk. V jaderných buňkách jednobuněčných a mnohobuněčných organismů (eukaryot) zahrnuje dělení dělení cytoplazmy a jejich jader. Tyto dvě dceřiné buňky, které jsou výsledkem dělení, jsou ve svých sadách diploidních chromozomů rovněž totožné s příslušnou „mateřskou buňkou“, takže růst určitých tkání v těle na základě dělení nesexuálních buněk je teoreticky neomezený, pokud proces dělení není přerušen ani ukončen látkami inhibujícími růst. S procesem dělení buněk je také spojen proces dělení jader známý jako mitóza. V rámci mitózy se druhá z celkem čtyř hlavních fází nazývá metafáze. Je to důležitý článek v rámci procesu dělení jaderných zbraní. Metafáze je důležitá pro umístění chromatidů dvojité sady chromozomů v rovníkové rovině nebo metaplate takovým způsobem, že je lze mikrotubulovými vlákny v následující anafázi přitáhnout směrem ke dvěma pólům. Obzvláště důležitou funkcí metafáze je kontrolovat (kontrolní bod) a sledovat vlákna vřetena (mikrotubuly) vyčnívající z pólů. Musí být zajištěno, že jsou mikrotubuly v každém případě připojeny ke „správnému“ centromeru. Tím je zajištěno, že dvě sady chromozomů seskupených na pólech během následující anafáze jsou naprosto identické. Toho lze dosáhnout pouze tak, že po každém dělení jader bude mít každý chromatid chromozomu na každém ze dvou pólů. Pokud by například byly dva identické sesterské chromatidy umístěny na jednom ze dvou pólů a chyběly by na druhém pólu, došlo by ke značným poruchám s nemožností dalšího buněčného růstu nebo neomezeného růstu. V případě parenchymálních buněk by došlo ke ztrátě specifické funkční kapacity buněk.
Nemoci a poruchy
Mitóza ztělesňuje velmi složitý proces, který v rámci replikace řetězců DNA a DNA distribuce chromatidů na dva póly, nese riziko chyb s někdy dalekosáhlými důsledky. Například „nesprávné“ připojení mikrotubulů na kinetochory centromer může nastat relativně často. Například určité kinetochory mohou zůstat volné, tj. Nepřipojené k mikrotubulům, nebo mohou být obě chromatidy připojeny ve svých centromerech k mikrotubulům stejného pólu. Při kontrole „správného“ a úplného připojení mikrotubulů ke kinetochorům spočívá jedna z nejdůležitějších funkcí metafáze. Chromozomy v anafáze se normálně neuvolňují, dokud není kontrola vláken vřetena úspěšná a všechny kinetochory signalizují správné připojení. Mitotický kontrolní bod je realizován skupinou specializovaných Proteinů které potlačují přechod na anafázi nebo hotovost, pokud adheze neodpovídá žádané hodnotě. Proces je poněkud srovnatelný s zastávkou v boxech v závodě Formule 1, kdy všichni čtyři mechanici musí hlásit tečku po výměně kola, než bude moci pilot Formule 1 znovu vzlétnout. Další velký problém nastává, když dojde k chybám během štěpení řetězců DNA. To může vést ke ztrátě funkce buněk a kontinuální rychlé nebo pomalé další mitóze, která již nereaguje na endogenní růstové inhibitory. Neinhibovaný růst charakterizuje benigní (benigní) nebo maligní (maligní) nádory. Další problémy mohou vyvstat z methylace DNA. Během štěpení řetězců DNA může aktivita DNA methyltransferáz být vést k přidání methylových skupin (-CH3) k DNA. Proces neodpovídá a gen mutace v konvenčním smyslu, ale odpovídá epigenetické změně postiženého genu. „gen methylace “obvykle vede k fenotypicky rozeznatelným změnám u postiženého jedince a obvykle se přenáší na další generace buněk - podobně jako dědictví. Rozsah, v jakém lze vývoj benigních a maligních nádorů a methylaci DNA přičíst procesům v metafázi, nebyl dostatečně prozkoumán.
