PROPHASE: PRI MITÓZE A MEIÓZE - BIOLÓGIE - 2026

Profáza je prvou fázou bunkového delenia mitosis a meiosis. Je to fáza po fáze syntézy DNA (fáza S bunkového cyklu). V tejto fáze chromozómy dosahujú vysoký stupeň kondenzácie a individuality.

V meióze existujú dve profázy, ktoré sa navzájom veľmi líšia a od mitózy. Napríklad iba u meiotickej profázy I dochádza k rekombinácii. Táto fáza je rozdelená do rôznych štádií: leptotén, zygotén, pachytén, diploten a diakinesis.

Profáza. Leomonaci98, z Wikimedia Commons

V priebehu profázy okrem kondenzácie dosiahnutej duplikovanými chromozómami prebiehajú zmeny aj na úrovni mimo jadra. Najdôležitejšou cytoplazmatickou udalosťou počas profázy je tvorba achromatického vretena na každom póle bunky. To umožňuje mobilizáciu chromozómov v postupných fázach bunkového delenia, aby sa zabezpečila ich správna segregácia.

Medzi bunkovými deleniami v živočíšnych bunkách a rastlinných bunkách existujú významné rozdiely. Niektoré z nich sa uvedú neskôr. Celkovo však dochádza k úplnej reorganizácii bunky.

Preto sa mitóza a meióza zameriavajú na osud DNA a jadra. Pravda je však taká, že keď sa bunka delí, delí všetko a všetko sa na tomto procese podieľa.

Preto všetky bunkové komponenty podliehajú radikálnym zmenám počas profázie mitózy a meiózy. Zdá sa, že endoplazmatické retikulum a Golgiho komplex zmizli: menia však iba svoju štruktúru. Rozdeľujú sa aj mitochondrie a chloroplasty, čo vedie k vzniku nových organel.

Prophase in mitosis

Delenie buniek mitózou. Prevzaté zo stránky es.wikipedia.org

Živočíšna profáza

Živočíšne bunky majú jeden centiol. Po dokončení syntézy DNA pri príprave na mitózu sa centiole tiež pripravuje na rozdelenie.

Centrioly sú tvorené párom identických štruktúr nazývaných diplosómy, ktoré sú navzájom kolmé. Tieto sa oddelia a každá z nich bude formou genézy nového. K syntéze nového diplozómu dochádza, keď každý starý diplozóm migruje na opačné póly bunky.

Druhou definujúcou udalosťou profázy a tou, ktorá je zdieľaná s rastlinnými bunkami, je zhutňovanie chromatínu. Toto je pravdepodobne najvýznamnejší cytologický prvok profázy počas delenia buniek.

DNA dosahuje vysoký stupeň zhutnenia a prvýkrát sa pozoruje ako morfologicky individualizovaný chromozóm.

Zhutnené chromozómy zahŕňajú sesterské chromatidy každého z nich, stále spojené rovnakou centromérou. Aj keď je táto centroméra skutočne dvojitá, správa sa ako jedna.

Na chromozómy sa bude pozerať ako na X, pretože sú to dve kópie chromatidov pripojených k rovnakému centru. Preto každá bunka v profáze bude mať dvojnásobný počet chromatidov v porovnaní s počtom centromerov rovným počtu „2n“ druhu.

To znamená, že profázová mitotická bunka je diploidná podľa počtu centromerov, ale tetraploidná (4n) podľa počtu chromatidov.

Rastlinná profáza

V rastlinných bunkách je fáza pred profázou nazývaná preprofáza. Pri príprave na bunkové delenie sa veľká bunková vakuola rozpadá.

Vďaka tomu sa vytvára voľný alebo neobsadený cytoplazmatický pás, ktorý sa nazýva fragmozóm. To umožňuje jadru rastlinnej bunky umiestniť sa smerom k rovníku bunky.

Kortikálna organizácia mikrotubulov sa navyše zrúti smerom k rovnakému miestu. To vedie k tomu, čo sa nazýva preprofázové pásmo (BPP).

Preprofázový pás delenia rastlinných buniek. Prevzaté z en.wikipedia.org

Preprofázový pás sa objaví najskôr ako kruh, ale nakoniec zakryje jadro. To znamená, že mikrotubuly, ktoré vnútorne lemujú bunkovú membránu, sa budú všetky mobilizovať smerom k fragmozómu.

Potom preprofázový pás, ktorý obklopuje rovníkové jadro, umožní lokálne usporiadať miesto, kde sa nakoniec objaví fragmoplast, ktorý ho nahradí.

Dynamicky povedané, mikrotubuly rastlinnej bunky prechádzajú z jednej fázy do druhej bez zjavných prechodov. To znamená, od kortikálneho usporiadania po fragmozóm a odtiaľ po fragmoplast.

Miesto všetkých týchto štrukturálnych zmien v rastlinnej bunke je rovnaké, kde dôjde k depozícii bunkovej doštičky. Preto predstavuje rovinu, v ktorej sa bunka rozdelí.

Čo sa týka všetkého ostatného, ​​rastlinná profáza je totožná s rastlinnou profázou pozorovanou v profázii živočíšnych buniek

Progresia v meióze

Meiotická divízia. Prevzaté z es.wikipedia.alebo

Genetická rekombinácia sa vyskytuje iba v meióze Prophase I. Vytváranie komplexných štruktúr medzi chromozómami si preto vyžaduje dve divízie meiózy.

S predchádzajúcou syntézou DNA sa na každom chromozóme vytvorili sesterské chromatidy. S ich zhutnením máme dvojité chromozómy, ktoré sa v meióze navyše párujú medzi homológmi.

To vedie k vytváraniu bivalentov (dva interagujúce homológne chromozómy). Pretože každý z nich je duplikovaný, hovoríme vlastne o tetradoch. To znamená chromatidových tetradov zjednotených v štruktúre, ktorá musí byť rozlíšená pomocou dvoch bunkových delení.

V prvom sa homológne chromozómy oddelia, zatiaľ čo v druhom sa musia oddeliť sesterské chromatidy.

Prorok I

V meiotickej profázy I sú sesterské chromatidy usporiadané na kompaktných proteínových štruktúrach, ktoré tvoria centrálnu chromozomálnu os.

Na tejto osi sa vytvorí synaptonemický komplex (CS), ktorý udržuje homológne páriace chromozómy pohromade. Počas Prophase I synaptonemický komplex umožní homológnym chromozómom vstupovať do synapsií.

V týchto fázach sa môžu vytvárať krížiace sa body, viditeľné ako chiasmy, kde sa uskutoční proces genetickej rekombinácie. To znamená, že fyzická výmena medzi zúčastnenými molekulami DNA, ktorá definuje pachytén.

Prophase II

Prophase II predchádza predchádzajúca syntéza DNA. Tu boli zdedené dvojité chromozómy spojené rovnakým (dvojitým) centromérom. Je to tak preto, že syntéza DNA, tak pri mitóze, ako aj pri meióze, sa vyskytuje iba v S (syntéznej) fáze bunkového cyklu.

V tejto druhej divízii budeme mať štyri meiocyty. Meiocyt je bunka, ktorá je produktom meiotického delenia.

Prophase II bude preto zodpovedná za separáciu sesterských chromatidov od chromozómov zdedených z profázy I. Preto na konci meiotického procesu bude mať každý meiocyt haploidnú sadu chromozómov daného druhu.

Referencie

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of Cell (6. vydanie). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Úvod do genetickej analýzy (11. vydanie). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Komplex kohezínu pri meióze cicavcov. Genes to Cells, doi: 10,111 / gtc.12652
5. Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Úloha cytoskeletu a súvisiacich proteínov pri určovaní roviny delenia rastlinných buniek. The Plant Journal, 75: 258-269.