Nuklearna dioba (mitoza) stanica eukariotskih organizama s replikacijom DNA može se podijeliti u četiri glavne faze. Druga glavna faza naziva se metafaza, tijekom koje kromosomi skupljaju se spiralno i postavljaju se u ekvatorijalnu ravninu na približno jednakim udaljenostima od oba suprotna pola. Vlakna vretena, počevši od oba pola, povezana su s centromerama kromosomi.
Što je metafaza?
Metafaza je druga od četiri glavne faze u koje se može podijeliti nuklearna dioba eukariotskih stanica, koja se naziva mitoza. Tijekom metafaze, raspored kromosomi u takozvanoj ekvatorijalnoj ravnini ili metafaznoj ploči je karakteristično. Svaki se pojedinačni kromosom sastoji od četiri kromatide, od kojih su dvije "identične građe". Kromatide u početku još uvijek drži njihova zajednička centromera. Na centromerama na koje se pričvršćuju vlakna polova vretena stvaraju se male proteinske strukture kako bi sestrinske kromatide povukle na odgovarajuće suprotne polove. Izdvajanje kromatida već pripada anafazi, koja slijedi metafazu. Tijekom metafaze u tijeku su sve pripreme potrebne za odvajanje kromatida od centromera kako bi se izvukle na polove. Tek kada su sve centromere povezane s odgovarajućim polnim vlaknima ili mikrotubulama, veze kromatida na njihovoj centromeri se oslobađaju tako da njihova isporuka na odgovarajući pol može započeti.
Funkcija i zadatak
U ljudskom tijelu postoji stalna potreba za rastom na osnovi proliferacije stanica, koja obično slijedi princip stanične diobe. U nuklearnim stanicama jednoćelijskih i višećelijskih organizama (eukarioti) podjele uključuju podjelu citoplazme i njihovih jezgri. Dvije kćerke stanice koje su rezultirale diobom također su identične u svojim diploidnim kromosomskim setovima odgovarajućim "matičnim stanicama", tako da je rast određenih tkiva u tijelu na temelju neseksualne diobe stanica teoretski neograničen, pod uvjetom da tvari koje inhibiraju rast ne prekidaju se i ne završavaju proces diobe. Uz proces diobe stanica povezan je i proces diobe jezgre poznat kao mitoza. Unutar mitoze, druga od ukupno četiri glavne faze naziva se metafaza. Važna je lančana karika u procesu nuklearne podjele. Metafaza je važna za pozicioniranje kromatida dvostrukog seta kromosoma u ekvatorijalnoj ravnini ili metaploči na takav način da ih vlakna mikrotubula u sljedećoj anafazi mogu povući prema dvama polovima. Naročito je važna funkcija metafaze provjera (kontrolna točka) i nadgledanje vlakana vretena (mikrotubula) koja se protežu od polova. Mora se osigurati da su mikrotubule povezane s "ispravnom" centromerom u svakom slučaju. To želi osigurati da su dva skupa kromosoma koji se grupiraju na polovima tijekom sljedeće anafaze apsolutno identična. To se može postići samo ako se dogodi jedna kromatida kromosoma na svakom od dva pola nakon što se dogodi nuklearna dioba. Ako bi se, na primjer, dvije identične sestrinske kromatide nalazile na jednom od dva pola, a nedostajale na drugom polu, nastali bi znatni poremećaji zbog nemogućnosti daljnjeg rasta stanica ili neobuzdanog rasta. U slučaju parenhimskih stanica, došlo bi do gubitka specifičnog funkcionalnog kapaciteta stanica.
Bolesti i poremećaji
Mitoza utjelovljuje vrlo složen proces koji, unutar replikacije DNK i distribucija kromatida na dva pola, nosi rizik pogrešaka s ponekad dalekosežnim posljedicama. Na primjer, "netočno" pričvršćivanje mikrotubula na kinetohore centromera može se dogoditi relativno često. Na primjer, određene kinetohore mogu ostati slobodne, tj. Nisu povezane s mikrotubulom, ili obje kromatide mogu biti povezane u svojim centromerama s mikrotubulama istog pola. U provjeri "ispravnog" i cjelovitog vezivanja mikrotubula na kinetohore leži jedna od najvažnijih funkcija metafaze. Kromosomi u anafazi obično se ne oslobađaju sve dok provjera vlakana vretena ne bude uspješna i sve kinetohore signaliziraju pravilno vezivanje. Mitotsku kontrolnu točku realizira skupina specijaliziranih proteini koji suzbijaju prijelaz u anafazu ili unovčavanje ako prianjanje ne odgovara zadanoj vrijednosti. Proces je donekle usporediv s pit stopom na utrci Formule 1, kada sva četiri mehaničara moraju prijaviti točku nakon promjene kotača prije nego što vozač Formule 1 može ponovno poletjeti. Sljedeći glavni problem nastaje kad se tijekom cijepanja DNA lanaca pojave pogreške. Ovo može dovesti do gubitka funkcije stanica i do kontinuiranih brzih ili usporenih daljnjih mitoza koje više ne reagiraju na endogene inhibitore rasta. Neinhibirani rast karakterizira benigne (benigne) ili maligne (maligne) tumore. Daljnji problemi mogu nastati metilacijom DNA. Tijekom cijepanja DNA lanaca, aktivnost DNA metiltransferaza može dovesti na dodavanje metilnih skupina (-CH3) u DNA. Proces ne odgovara a gen mutacija u uobičajenom smislu, ali ona odgovara epigenetskoj promjeni zahvaćenog gena. "gen metilacija ”obično dovodi do fenotipski prepoznatljivih promjena u pogođene jedinke i obično se prenosi na sljedeće generacije stanica - slično nasljeđivanju. Mjera u kojoj se razvoj benignih i malignih tumora i metilacija DNA može pripisati procesima unutar metafaze nije adekvatno istražena.
