Den profase er den første fase af celledeling ved mitose og meiose. Det er fasen efter DNA-syntesetrinnet (S-fasen i cellecyklussen). På dette stadium når kromosomerne en høj grad af kondens og individualitet.
I meiose er der to profaser, som er meget forskellige fra hinanden og fra mitose. Kun i meiotisk profase, for eksempel, forekommer rekombination. Denne fase er opdelt i forskellige stadier: leptoten, zygoten, pachytene, diploten og diakinesis.
Prophase. Leomonaci98, fra Wikimedia Commons
Under profase finder ændringsprocesser ud over den kondensation, der opnås ved de duplikerede kromosomer, sted på det ekstra-nukleare niveau. Den vigtigste cytoplasmatiske begivenhed under profase er dannelsen af den achromatiske spindel ved hver cellepol. Dette tillader, at kromosomerne mobiliseres i successive stadier af celledeling for at sikre deres korrekte segregering.
Der er vigtige forskelle mellem celledelinger i dyreceller og planteceller. Nogle vil blive nævnt senere. I alt er der imidlertid en komplet omorganisering af cellen.
Derfor fokuserer mitose og meiose på skæbnen for DNA og kernen. Men sandheden er, at når en celle deler sig, deler den alt og alt deltager i processen.
Således gennemgår alle cellulære komponenter radikale forandringer under mitoser og meiose. Det endoplasmatiske retikulum og Golgi-komplekset ser ud til at forsvinde: De ændrer dog kun deres struktur. Mitochondria og kloroplast deler sig også, hvilket giver anledning til nye organeller.
Prophase i mitose
Celleinddeling ved mitose. Taget fra es.wikipedia.org
Dyreprofase
Dyreceller har en enkelt centriole. Efter afslutning af DNA-syntese som forberedelse til mitose forbereder centriolen sig også til at dele sig.
Centrioler består af et par identiske strukturer kaldet diplosomer, vinkelret på hinanden. Disse adskiller sig, og hver af dem vil være en form for genesis af en ny. Syntesen af det nye diplosom finder sted, når hvert gammelt diplosom migrerer til modsatte poler i cellen.
Den anden definerende hændelse med profase og en, der deles med planteceller, er kromatinkompaktering. Dette er måske det mest bemærkelsesværdige cytologiske element i profase under celledeling.
DNA når en høj grad af komprimering, og det observeres for første gang som et morfologisk individualiseret kromosom.
De komprimerede kromosomer involverer søsterchromatiderne for hver af dem, stadig forenet af den samme centromere. Selvom denne centromere virkelig er dobbelt, opfører den sig som en enkelt.
Kromosomerne ses som et X, fordi de er to kopikromatider, der er knyttet til det samme centrum. Derfor vil hver celle i profase have et dobbelt antal chromatider sammenlignet med et antal centromerer, der er lig med antallet '2n' af arten.
Det vil sige, en profase-mitotisk celle er diploid efter antal centromerer, men tetraploid (4n) efter antal chromatider.
Vegetabilsk profase
I planteceller er der en fase forud for profase kaldet preprophase. Som forberedelse til celledeling desintegrerer den store cellevakuol.
Takket være dette dannes et frit eller ubesat cytoplasmisk bånd, kaldet et fragmosom. Dette gør det muligt for plantecellekernen at positionere sig mod cellenes ækvator.
Derudover kollapserer den kortikale organisering af mikrotubulerne mod det samme sted. Dette vil give anledning til det, der kaldes preprophase band (BPP).
Det preprofasiske bånd inden for plantedeling. Taget fra en.wikipedia.org
Det preprofasiske bånd vises først som en ring, men vil ende med at dække kernen. Det vil sige, at mikrotubulier, der linjer cellemembranen internt, alle mobiliseres mod fragmosomet.
Derefter tillader det preprofasiske bånd, der omgiver ækvatorialkernen, lokalitet det sted, hvor fragmoplasten, der vil erstatte den, til sidst vises.
Dynamisk set vil plantecellens mikrotubuli gå fra en fase til en anden uden åbenlyse overgange. Det vil sige fra kortikalt arrangement til fragmosom og derfra til fragmoplast.
Stedet for alle disse strukturelle ændringer i plantecellen er det samme, hvor afsætningen af cellepladen vil forekomme. Og derfor repræsenterer det planet, hvor cellen vil dele sig.
For alt andet er planteprofasen identisk med den, der observeres i dyrecellens profase
Profose i meiose
Den meiotiske opdeling. Taget fra es.wikipedia.or
Kun i profase I af meiose forekommer genetisk rekombination. Derfor kræver dannelse af komplekse strukturer mellem kromosomer to opdelinger i meiose.
Med tidligere DNA-syntese blev søsterkromatiderne produceret på hvert kromosom. Med deres komprimering har vi dobbeltkromosomer, der i meiose derudover parrer mellem homologer.
Dette fører til genereringen af bivalenter (to interagerende homologe kromosomer). Da hver enkelt duplikeres, taler vi faktisk om tetrader. Det vil sige chromatidtetrader, der er forenet i en struktur, der skal løses ved hjælp af to celledelinger.
I det første separeres de homologe kromosomer, mens i det andet skal søsterchromatiderne adskilles.
Udtryk I
I meiotisk profase I er søsterchromatider organiseret på kompakte proteinholdige strukturer, der udgør den centrale kromosomale akse.
Det synaptonemiske kompleks (CS) vil dannes på denne akse, hvilket holder de homologe parringskromosomer sammen. Under Prophase I tillader det synaptonemiske kompleks, at homologe kromosomer kan indtaste synapser.
I disse faser kan der dannes tværgående punkter, synlige som chiasmer, hvor den genetiske rekombinationsproces vil finde sted. Det vil sige den fysiske udveksling mellem de deltagende DNA-molekyler, der definerer pachytene.
Prophase II
Prophase II foregår ikke med tidligere DNA-syntese. Her arveledes dobbeltkromosomer forbundet med de samme (dobbelt) centromer. Dette skyldes, at DNA-syntese, både i mitose og meiose, kun forekommer i S-syntesefasen i cellecyklussen.
I denne anden afdeling har vi fire meiocytter. En meiocyte er en celle, der er produktet fra en meiotisk opdeling.
Prophase II vil derfor være ansvarlig for adskillelsen af søsterchromatider fra kromosomer, der er arvet fra profase I. Derfor, efter afslutningen af den meiotiske proces, vil hver meiocyt have det haploide sæt af kromosomer af arten.
Referencer
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. udgave). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
- Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). En introduktion til genetisk analyse (11. udgave). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Samhørighedskomplekset ved meiose hos pattedyr. Gener til celler, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Cytoskeletets og de tilhørende proteins rolle i bestemmelsen af plantens celledelingsplan. The Plant Journal, 75: 258-269.