Prophase je prva faza delitve celice, ki z mitozo in mejozo. To je faza po fazi sinteze DNK (S faza celičnega cikla). Na tej stopnji kromosomi dosežejo visoko stopnjo kondenzacije in individualnosti.
V mejozi sta dve profazi, ki sta si med seboj zelo različni in od mitoze. Le pri mejotični profazi na primer pride do rekombinacije. Ta faza je razdeljena na različne faze: leptoten, zigoten, pahiten, diploten in diakineza.
Profaza. Leomonaci98, z Wikimedia Commons
Med profazo se poleg kondenzacije, ki jo dosežejo podvojeni kromosomi, na zunajjedrski ravni odvijajo tudi procesi sprememb. Najpomembnejši citoplazemski dogodek med profazo je tvorba akromatskega vretena na vsakem celičnem polu. To omogoča mobilizacijo kromosomov v zaporednih fazah delitve celic, da se zagotovi njihova pravilna segregacija.
Med celičnimi delitvami v živalskih in rastlinskih celicah obstajajo pomembne razlike. Nekateri bodo omenjeni kasneje. V celoti pa je prišlo do popolne reorganizacije celice.
Zato se mitoza in mejoza osredotočata na usodo DNK in jedra. Toda resnica je, da ko se celica deli, vse razdeli in vse sodeluje v procesu.
Tako so vse celične komponente med profazami mitoze in mejoze doživele korenite spremembe. Zdi se, da endoplazemski retikulum in kompleks Golgija izgineta: vendar le spremenita svojo strukturo. Mitohondrije in kloroplasti se tudi delijo, kar povzroča nove organele.
Profaza v mitozi
Delitev celic z mitozo. Vzeto s es.wikipedia.org
Profaza živali
Živalske celice imajo en sam centriol. Po končani sintezi DNK v pripravi na mitozo se centriol pripravi tudi na delitev.
Centriole so sestavljene iz para enakih struktur, imenovanih diplosomi, pravokotno drug na drugega. Te ločene in vsaka bo kalup za genezo novega. Sinteza novega diplosoma se pojavi, ko vsak stari diplosom migrira na nasprotne polovice celice.
Drugi pomemben dogodek profaze in deljenje z rastlinskimi celicami je zbijanje kromatina. To je morda najbolj opazen citološki element profaze med delitvijo celic.
DNK doseže visoko stopnjo zbijanja, prvič pa ga opazimo kot morfološko individualiziran kromosom.
Kompaktirani kromosomi vključujejo sestrske kromatide vsakega od njih, ki jih še vedno združuje isti centromere. Čeprav je ta centromera res dvojna, se obnaša kot en sam.
Na kromosome se bo gledalo kot na X, ker gre za dva kopija kromatid, ki sta pritrjena na isto sredino. Zato bo imela vsaka celica v profazi dvojno število kromatidov v primerjavi s številom centromerov, ki je enako številu '2n' vrste.
To pomeni, da je profazna mitotična celica diploidna po številu centromerov, tetraploidna (4n) pa po številu kromatid.
Rastlinska profaza
V rastlinskih celicah je faza pred profazo, imenovana predfaza. Pri pripravi na delitev celic se celični vakuol razgradi.
Zahvaljujoč temu nastane prosti ali nezasedeni citoplazemski pas, imenovan fragmosom. To omogoča jedru rastlinske celice, da se postavi proti ekvatorju celice.
Poleg tega kortikalna organizacija mikrotubul propade proti istemu mestu. To bo povzročilo tako imenovano prefazno območje (BPP).
Predfazni pas delitve rastlinskih celic. Vzeto s strani en.wikipedia.org
Predpofazni pas se bo najprej pojavil kot obroč, vendar bo na koncu prekrival jedro. To pomeni, da se bodo mikrotubule, ki notranje celično membrano usmerjajo, mobilizirale proti fragmosomu.
Nato bo prefazni pas, ki obdaja ekvatorialno jedro, omogočil lokalno organizacijo mesta, kjer se bo sčasoma pojavil fragmoplast, ki ga bo nadomestil.
Dinamično gledano bodo mikrotubuli rastlinske celice prehajali iz ene faze v drugo brez očitnih prehodov. Se pravi od kortikalne ureditve do fragmosome in od tam do fragmoplasta.
Mesto vseh teh strukturnih sprememb v rastlinski celici je enako, kjer bo prišlo do odlaganja celične plošče. In zato predstavlja ravnino, kjer se bo celica delila.
Za vse ostalo je rastlinski profaza identičen tistemu, ki ga opazimo v profazi živalskih celic
Profaza v mejozi
Mejotska delitev. Vzeto iz es.wikipedia.or
Le v mejozi Profase I pride do genetske rekombinacije. Zato je za nastanek zapletenih struktur med kromosomi v mejozi potrebno dve delitvi.
S predhodno sintezo DNA so na vsakem kromosomu nastali sestrski kromatidi. Z njihovim zbijanjem imamo dvojne kromosome, ki se v mejozi poleg tega parijo med homologi.
To vodi do nastanka bivalentov (dva medsebojno delujoča homologna kromosoma). Ker je vsak od njih podvojen, pravzaprav govorimo o tetrah. Se pravi kromatidne tetrade združene v strukturo, ki jo je treba razrešiti z dvema celičnima delitvama.
V prvem se ločijo homologni kromosomi, v drugem pa morajo biti ločeni sestrski kromatidi.
Profaza I
V mejotski profazi I so sestrski kromatidi organizirani na kompaktnih beljakovinskih strukturah, ki tvorijo osrednjo kromosomsko os.
Na tej osi se bo oblikoval sinaptonemski kompleks (CS), ki bo homologne paritvene kromosome vodil skupaj. Med Prophase I bo sinaptonemski kompleks omogočil, da homologni kromosomi vstopijo v sinapse.
V teh fazah se lahko oblikujejo medsebojne križne točke, ki so vidne kot chiasme, kjer bo potekal proces genske rekombinacije. Se pravi fizična izmenjava med sodelujočimi molekulami DNK, ki definira pahiten.
Profaza II
Profaza II ne sledi predhodni sintezi DNK. Tu so bili podedovani dvojni kromosomi, ki jih povezuje isti (dvojni) centromere. To je tako, ker se sinteza DNK, tako v mitozi kot v mejozi, pojavlja le v S (sintezni) fazi celičnega cikla.
V tej drugi delitvi bomo imeli štiri mejocite. Meiocit je celica, ki je produkt mejotske delitve.
Profaza II bo torej zadolžena za ločitev sestrskih kromatidov od kromosomov, podedovanih iz profaze I. Zato bo imel vsak mejocit na koncu mejotičnega procesa haploidni nabor kromosomov vrste.
Reference
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of Cell (6. izdaja). WW Norton & Company, New York, NY, ZDA.
- Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, ZDA.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11. izd.). New York: WH Freeman, New York, NY, ZDA.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Kohezinski kompleks pri mejozi sesalcev. Geni do celice, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Vloga citoskeleta in pridruženih beljakovin pri določanju ravnine delitve rastlinskih celic. The Plant Journal, 75: 258-269.