Cấu trúc trục chính phân bào, hình thành, chức năng và tiến hóa

các trục chính phân bào hay achromatic, còn được gọi là bộ máy phân bào, là một cấu trúc tế bào được cấu thành bởi các vi ống có bản chất protein được hình thành trong quá trình phân chia tế bào (nguyên phân và phân bào).

Thuật ngữ achromatic đề cập rằng nó không nhuộm với thuốc nhuộm orcein A hoặc B. Trục chính tham gia vào sự phân phối công bằng của vật liệu di truyền giữa hai tế bào con, do sự phân chia tế bào.

Sự phân chia tế bào là quá trình mà cả hai loại giao tử, đó là các tế bào vi khuẩn và các tế bào soma cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của một sinh vật từ hợp tử được tạo ra..

Sự chuyển đổi giữa hai bộ phận liên tiếp tạo thành chu kỳ tế bào, có thời gian thay đổi rất nhiều tùy theo loại tế bào và các kích thích mà nó được tiếp xúc..

Trong quá trình nguyên phân của một tế bào nhân chuẩn (tế bào có nhân và bào quan thực sự được phân định bởi màng), một số giai đoạn xảy ra: pha S, tiên tri, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase và giao diện.

Ban đầu các nhiễm sắc thể ngưng tụ, tạo thành hai sợi giống nhau gọi là nhiễm sắc thể. Mỗi chromatid chứa một trong hai phân tử DNA được tạo ra trước đó, được liên kết với nhau bởi một vùng gọi là tâm động, đóng vai trò cơ bản trong quá trình di chuyển về phía các cực trước khi phân chia tế bào..

Sự phân chia phân bào diễn ra trong suốt cuộc đời của một sinh vật. Ước tính trong cuộc sống của con người, có khoảng 10 xảy ra trong cơ thể¹⁷ phân chia tế bào. Sự phân chia meomon xảy ra trong các tế bào tạo giao tử hay tế bào sinh dục.

Chỉ số

• 1 Cơ cấu và đào tạo
  • 1.1 Mối quan hệ với tế bào học
  • 1.2 Chu kỳ tế bào và trục chính sắc nét: Pha S, tiên tri, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase và interphase.
  • 1.3 Cơ chế di chuyển nhiễm sắc thể
• 2 chức năng
  • 2.1 Các chức năng khác cần xác minh
• 3 Sự phát triển của cơ chế
• 4 tài liệu tham khảo

Cơ cấu và đào tạo

Mối quan hệ với các tế bào

Trục chính sắc nét được coi là một hệ thống dọc của các vi sợi protein hoặc các vi ống tế bào. Nó được hình thành tại thời điểm phân chia tế bào, giữa các trung tâm nhiễm sắc thể và các trung tâm ở cực của tế bào và có liên quan đến sự di chuyển của các nhiễm sắc thể để tạo ra các tế bào con có cùng thông tin di truyền.

Các trung tâm là khu vực nơi các vi ống bắt nguồn từ cả trục chính và tế bào học. Những vi ống trục chính này được tạo thành từ các chất làm mờ tubulin được mượn từ tế bào.

Khi bắt đầu quá trình nguyên phân, mạng lưới vi ống của tế bào của tế bào bị phá hủy và trục chính được hình thành. Sau khi sự phân chia tế bào xảy ra, trục chính bị phá hủy và mạng lưới vi ống của tế bào được tổ chức lại, đưa tế bào trở về trạng thái nghỉ.

Điều quan trọng là phải phân biệt rằng có ba loại vi ống trong bộ máy phân bào: hai loại vi ống trục chính (kinetochore và microtubules cực), và một loại vi ống thiên văn (vi ống thiên văn).

Sự đối xứng song phương của trục chính sắc nét là do các tương tác duy trì hai nửa của nó với nhau. Những tương tác này là: hoặc bên, giữa các đầu cực dương của các vi ống cực; hoặc chúng là các tương tác cuối cùng giữa các vi ống của kinetochores và kinetochores của các sắc tố chị em.

Chu kỳ tế bào và trục chính sắc nét: pha S, tiên tri, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase và interphase.

Sự sao chép DNA xảy ra trong giai đoạn S của chu kỳ tế bào, sau đó, trong quá trình profase, sự di chuyển của các trung tâm đến các cực đối diện của tế bào xảy ra và nhiễm sắc thể cũng ngưng tụ.

Prometaphase

Trong prometaphase, sự hình thành của bộ máy phân bào xảy ra, nhờ sự lắp ráp của các vi ống và sự xâm nhập của chúng vào bên trong nhân. Các chromatids chị em được nối bởi các tâm động được tạo ra và lần lượt, chúng liên kết với các vi ống.

Metaphase

Trong quá trình siêu hình, các nhiễm sắc thể được xếp thẳng hàng trong mặt phẳng tế bào xích đạo. Các trục chính được tổ chức trong một trục chính phân bào trung tâm và một cặp asters.

Mỗi tiểu hành tinh được tạo thành từ các vi ống được sắp xếp theo hình ngôi sao kéo dài từ trung tâm đến vỏ tế bào. Những vi ống này không tương tác với nhiễm sắc thể.

Sau đó, người ta nói rằng aster tỏa ra từ trung tâm, đến vỏ tế bào và tham gia cả vào vị trí của toàn bộ bộ máy phân bào và xác định mặt phẳng phân chia tế bào trong quá trình tế bào học.

Phản vệ

Sau đó, trong quá trình phản vệ, các vi ống của trục chính được neo bởi một đầu dương tính với nhiễm sắc thể thông qua kinetochores của chúng và bởi một đầu âm đến một centrosome..

Tách các nhiễm sắc thể chị em xảy ra trong nhiễm sắc thể độc lập. Mỗi nhiễm sắc thể gắn vào một vi ống kinetochore di chuyển đến một cực tế bào. Đồng thời sự phân tách các cực tế bào xảy ra.

Telophase và cytokinesis

Cuối cùng, trong quá trình telophase và cytokinesis, màng nhân được hình thành xung quanh nhân con gái và nhiễm sắc thể mất đi vẻ ngoài cô đọng.

Trục chính phân bào biến mất khi các vi ống bị hủy cấu trúc và sự phân chia tế bào xảy ra trong giao diện.

Cơ chế di chuyển nhiễm sắc thể

Cơ chế liên quan đến sự di chuyển của các nhiễm sắc thể về phía các cực và sự phân tách các cực sau đó với nhau không được biết chính xác; Được biết, sự tương tác giữa kinetochore và microtubule của trục chính được gắn vào nó có liên quan đến quá trình này..

Trong khi mỗi nhiễm sắc thể di chuyển về phía cực tương ứng, sự khử cực của vi ống liên kết, hoặc vi ống kinetochoric, xảy ra. Người ta tin rằng sự khử polyme này có thể tạo ra sự chuyển động thụ động của nhiễm sắc thể liên kết với vi ống của trục chính.

Người ta cũng tin rằng có thể có các protein vận động khác liên quan đến kinetochore, trong đó năng lượng đến từ quá trình thủy phân ATP sẽ được sử dụng..

Năng lượng này sẽ phục vụ cho việc di chuyển nhiễm sắc thể dọc theo vi ống đến đầu của nó được gọi là "điểm trừ" nơi đặt trung tâm.

Đồng thời, quá trình khử polyme ở phần cuối của vi ống liên kết với kinetochore, hoặc "nhiều" hơn, có thể xảy ra, cũng sẽ góp phần vào sự di chuyển của nhiễm sắc thể..

Chức năng

Trục chính sắc hoặc phân bào là một cấu trúc tế bào đáp ứng chức năng neo các nhiễm sắc thể thông qua kinetochores của chúng, sắp xếp chúng với xích đạo tế bào và cuối cùng hướng sự di chuyển của các nhiễm sắc thể đến các cực đối diện của tế bào trước khi phân chia, cho phép phân phối vật liệu di truyền công bằng giữa hai tế bào con.

Nếu xảy ra sai sót trong quá trình này, việc thiếu hoặc thừa nhiễm sắc thể được tạo ra, điều này chuyển thành các mô hình phát triển bất thường (xảy ra trong quá trình tạo phôi) và các bệnh lý khác nhau (xảy ra sau khi sinh ra cá thể)..

Các chức năng khác được xác minh

Có bằng chứng cho thấy các vi ống của trục chính có liên quan đến việc xác định vị trí của các cấu trúc chịu trách nhiệm phân chia tế bào chất.

Bằng chứng chính là sự phân chia tế bào luôn xảy ra ở đường giữa của trục chính, nơi các sợi cực trùng nhau.

Sự phát triển của cơ chế

Về mặt phát triển, nó đã được chọn là một cơ chế rất dư thừa, trong đó mỗi bước được tác động bởi các protein vận động của vi ống..

Người ta tin rằng sự thu nhận tiến hóa của các vi ống là do một quá trình nội bào, trong đó một tế bào nhân chuẩn đã hấp thụ một tế bào nhân sơ trình bày các cấu trúc của trục chính. Tất cả điều này có thể đã xảy ra trước khi xuất hiện nguyên phân.

Giả thuyết này cho thấy rằng các cấu trúc protein vi ống ban đầu có thể đã hoàn thành chức năng đẩy. Sau đó, khi trở thành một phần của một sinh vật mới, các vi ống sẽ tạo thành tế bào và sau đó là bộ máy phân bào.

Trong lịch sử tiến hóa, sự thay đổi trong sơ đồ cơ bản của sự phân chia tế bào nhân chuẩn đã xảy ra. Sự phân chia tế bào chỉ đại diện cho một số giai đoạn của chu kỳ tế bào, đây là một quá trình chính.

Tài liệu tham khảo

1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. và Wiedemann, C.G. (2003). Sinh học tế bào, một khóa học ngắn. Tái bản lần thứ hai. Trang 535. Wiley-Liss. Sđd: 0471263931, YAM471263937, YAM471461593
2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. và Goodwin, S.F. (2016). Những tiến bộ trong di truyền học. Phiên bản đầu tiên. Elsevier Học thuật báo chí. Trang 258. Mã số: 0128048018, 980-0-12-804801-6
3. Hartwell, L., Goldberg, M.L., Fischer, J. và Hood, L. (2017). Di truyền học: Từ gen đến bộ gen. Phiên bản thứ sáu. Đồi McGraw. Trang 848. Mã số: 1259700909, 9801259700903
4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Đặc tính cô lập và sinh hóa của bộ máy phân bào của các tế bào phân chia. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.9.9.826
5. Yu, H. (2017). Giao tiếp di truyền: Trực quan hóa và đại diện. Palgrave Macmillan Vương quốc Anh. Phiên bản đầu tiên. Trang đánh số: 980-1-137-58778-7, 980-1-137-58779-4