MITOTIC SPINDLE: ISTRAKTURA, PAGBUO, PAG-ANDAR AT EBOLUSYON - BIOLOGY - 2026

Ang mitotic o achromatic spindle , na tinutukoy din bilang mitotic machine, ay isang cellular na istraktura na binubuo ng microtubule ng isang kalakal na protina na nabuo sa panahon ng cell division (mitosis at meiosis).

Ang terminong achromatic ay tumutukoy sa katotohanan na hindi ito nadidikit sa mga oresin A o B. Ang mga spindle ay nakikilahok sa pantay na pamamahagi ng genetic material sa pagitan ng dalawang mga anak na babae na selula, na nagreresulta mula sa pagkahati sa cell.

Larawan 1. Buod ng proseso ng paghihiwalay ng mga chromatids ng kapatid sa pamamagitan ng achromatic o mitotic spindle. Pinagmulan: Ni Silvia3, mula sa Wikimedia Commons

Ang paghahati ng cell ay ang proseso kung saan ang parehong mga gamet, na mga cell ng meiotic, at ang mga somatic cell na kinakailangan para sa paglaki at pag-unlad ng isang organismo ay nabuo mula sa zygote.

Ang paglipat sa pagitan ng dalawang magkakasunod na dibisyon ay bumubuo ng siklo ng cell, ang tagal ng kung saan ay nag-iiba nang malawak depende sa uri ng cell at ang stimuli na kung saan ito ay nakalantad.

Sa panahon ng mitosis ng isang eukaryotic cell (isang cell na mayroong isang tunay na nucleus at lamad-delimited organelles), maraming mga phase ang nangyari: S phase, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase at interface.

Ang mga Chromosome sa una ay pinapabagsak, na bumubuo ng dalawang magkaparehong filament na tinatawag na chromatids. Ang bawat chromatid ay naglalaman ng isa sa dalawang dating nabuo na mga molekula ng DNA, na pinagsama ng isang rehiyon na tinatawag na centromere, na gumaganap ng isang pangunahing papel sa proseso ng paglipat patungo sa mga pole bago ang pagkahati sa cell.

Nagaganap ang dibisyon ng Mitotic sa buong buhay ng isang organismo. Tinatayang na sa panahon ng buhay ng tao, humigit-kumulang na 10 ^{17 na mga} paghati sa cell ang nangyayari sa katawan . Ang pagkahati sa Meiotic ay nangyayari sa mga cell na gumagawa ng gamete, o mga cell cell.

Istraktura at pagbuo

Pakikipag-ugnay sa cytoskeleton

Ang achromatic spindle ay itinuturing na isang paayon na sistema ng protina microfibrils o cellular microtubule. Ito ay nabuo sa oras ng cell division, sa pagitan ng chromosomal centromeres at ang mga centrosome sa mga pol ng cell, at nauugnay sa paglilipat ng mga kromosom upang makabuo ng mga cell ng anak na babae na may parehong dami ng impormasyong genetic.

Ang centrosome ay ang rehiyon kung saan nagmula ang microtubule mula sa parehong achromatic spindle at ang cytoskeleton. Ang mga spindle microtubule na ito ay binubuo ng mga tubulin dimer na hiniram mula sa cytoskeleton.

Sa simula ng mitosis, ang microtubular network ng cytoskeleton ng cell ay nag-disarticulate at ang achromatic spindle ay nabuo. Matapos maganap ang cell division, nag-disarticulate ang spindle at ang network ng microtubule ng cytoskeleton, ibabalik ang cell sa kondisyon ng pamamahinga nito.

Mahalagang pag-iba-iba na mayroong tatlong uri ng microtubule sa mitotic apparatus: dalawang uri ng spindle microtubule (kinetochore at polar microtubule), at isang uri ng aster microtubule (astral microtubule).

Ang bilateral na simetrya ng achromatic spindle ay dahil sa mga pakikipag-ugnay na magkakasamang magkasama ang dalawa. Ang mga pakikipag-ugnay na ito ay: alinman sa pag-ilid, sa pagitan ng overlap na mga positibong dulo ng polar microtubule; o sila ay mga pakikipag-ugnayan sa terminal sa pagitan ng mga microtubule ng kinetochore at ang kinetochore ng chromatids ng kapatid.

Cell cycle at achromatic spindle: S phase, prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase at interface.

Ang pagtitiklop ng DNA ay nangyayari sa S phase ng cell cycle, kung gayon, sa panahon ng prophase, ang paglipat ng mga centrosome ay nangyayari patungo sa kabaligtaran na mga pol ng cell at ang mga kromosom ay nagpapalubha din.

Prometaphase

Sa prometaphase, nangyayari ang pagbuo ng mitotic machine, salamat sa pagpupulong ng mga microtubule at ang kanilang pagtagos sa nucleus. Ang mga chromatids ng kapatid na naka-link sa pamamagitan ng mga centromeres ay nabuo at ito, sa turn, ay magbubuklod sa mga microtubule.

Metaphase

Sa panahon ng metaphase ang mga chromosome ay nakahanay sa ekwador na eroplano ng cell. Ang spindle ay isinaayos sa isang gitnang mitotikong spindle at isang pares ng mga asters.

Ang bawat aster ay binubuo ng mga microtubule na nakaayos sa isang hugis ng bituin na umaabot mula sa mga centrosom sa cell cortex. Ang mga astral microtubule na ito ay hindi nakikipag-ugnay sa mga kromosoma.

Pagkatapos ay sinabi na ang aster ay nagliliwanag mula sa sentrosom tungo sa cell cortex at nakikilahok kapwa sa lokasyon ng buong mitotic apparatus at sa pagtukoy ng eroplano ng cell division sa panahon ng cytokinesis.

Anaphase

Nang maglaon, sa panahon ng anaphase, ang mga microtubule ng achromatic spindle ay naka-angkla sa isang positibong pagtatapos sa mga chromosome sa pamamagitan ng kanilang mga kinetochores at sa isang negatibong pagtatapos sa isang sentrosom.

Ang paghihiwalay ng mga chromatids ng kapatid sa independyenteng kromosom ay nangyayari. Ang bawat kromosoma na nakalakip sa isang kinetochore microtubule ay lumilipat sa isang cell poste. Kasabay nito, nangyayari ang paghihiwalay ng mga cell poles.

Telophase at cytokinesis

Sa wakas, sa panahon ng telophase at cytokinesis nuclear lamad ay nabuo sa paligid ng anak na babae ng nuclei at ang mga chromosome ay nawala ang kanilang condensed na hitsura.

Ang mitotic spindle ay nawawala habang ang mga mikrotubule ay nagpapahina at ang pagkahati ng cell ay nangyayari sa pagpasok sa interface.

Mekanismo ng paglipat ng Chromosomal

Ang mekanismo na kasangkot sa paglipat ng mga chromosome patungo sa mga poste at ang kasunod na paghihiwalay ng mga pole mula sa bawat isa ay hindi eksaktong kilala, gayunpaman; Alam na ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kinetochore at microtubule ng spindle na nakakabit dito ay kasangkot sa prosesong ito.

Habang ang bawat chromosome ay lumilipat patungo sa kaukulang poste, pag-depolymerization ng nakalakip na microtubule, o kinetochoric microtubule, nangyayari. Ito ay pinaniniwalaan na ang depolymerization na ito ay maaaring makabuo ng passive na paggalaw ng chromosome na nakakabit sa microtubule ng spindle.

Pinaniniwalaan din na maaaring may iba pang mga protina ng motor na nauugnay sa kinetochore, kung saan gagamitin ang enerhiya mula sa hydrolysis ng ATP.

Ang enerhiya na ito ay maglingkod upang himukin ang paglipat ng chromosome sa kahabaan ng microtubule hanggang sa wakas na tinatawag na "mas mababa" kung saan matatagpuan ang centrosome.

Sa pag-iisa, ang pag-ubos ng katapusan ng microtubule na nagbubuklod sa kinetochore, o "plus" na pagwawakas, ay maaaring mangyari, na mag-aambag din sa paggalaw ng chromosome.

Pag-andar

Ang achromatic o mitotic spindle ay isang cellular na istraktura na tinutupad ang pagpapaandar ng pag-angkla ng mga chromosome sa pamamagitan ng kanilang mga kinetochores, na nakahanay sa kanila kasama ang cell equator at sa wakas ay nagdidirekta ng paglipat ng mga chromatids tungo sa kabaligtaran na mga pole ng cell bago ang kanilang paghati, na pinapayagan ang pamamahagi pagkakapareho ng genetic material sa pagitan ng dalawang nagresultang mga cell ng anak na babae.

Kung naganap ang mga pagkakamali sa prosesong ito, ang isang kakulangan o labis na mga kromosoma ay nabuo, na isinasalin sa mga abnormal na pattern ng pag-unlad (na magaganap sa panahon ng embryogenesis), at iba't ibang mga pathologies (na magaganap pagkatapos ng kapanganakan ng indibidwal).

Iba pang mga tampok upang suriin

Ebolusyon, napili ito bilang isang sobrang kalakal na mekanismo, kung saan ang bawat hakbang ay isinasagawa ng mga protina ng microtubule motor.

Ito ay pinaniniwalaan na ang evolutionary acquisition ng microtubule ay dahil sa isang proseso ng endosymbiosis, kung saan ang isang eukaryotic cell na hinihigop mula sa kapaligiran ng isang prokaryotic cell na nagpakita ng mga achromatic spindle na istruktura. Ang lahat ng ito ay maaaring nangyari bago ang simula ng mitosis.

Ang hypothesis na ito ay nagmumungkahi na ang mga istruktura ng protina ng microtubule ay maaaring orihinal na natupad ang isang pagpapaandar na pagpapaandar. Pagkatapos, kapag sila ay naging bahagi ng isang bagong organismo, ang microtubule ay ang bumubuo ng cytoskeleton at kalaunan, ang makotikong makinarya.

Sa kasaysayan ng ebolusyon ay nagkaroon ng mga pagkakaiba-iba sa pangunahing pamamaraan ng eukaryotic cell division. Ang division ng cell ay kinakatawan lamang ng ilang mga phase ng cell cycle, na kung saan ay isang pangunahing proseso.

Mga Sanggunian

1. Bolsaver, SR, Hyams, JS, Shephard, EA, White, HA at Wiedemann, CG (2003). Biology ng cell, isang maikling kurso. Ikalawang edisyon. pp 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
2. Friedmann, T., Dunlap, JC at Goodwin, SF (2016). Pagsulong sa Genetika. Unang edisyon. Elsevier Academic Press. pp 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
3. Hartwell, L., Goldberg, ML, Fischer, J. at Hood, L. (2017). Mga Genetika: Mula sa Gen hanggang Genomes. Ika-anim na edisyon. McGraw-Hill. pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Ang paghihiwalay at Biochemical na Katangian ng Mitotic Apparatus ng Dividing Cell. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences, 38 (9), 826–838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
5. Yu, H. (2017). Pakikipag-usap Genetika: Visualizations at Representasyon. Palgrave Macmillan UK. Unang Edisyon. pp ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4