Kjernedeling (mitose) av celler i eukaryote organismer med replikasjon av DNA kan deles inn i fire hovedfaser. Den andre hovedfasen kalles metafase, i løpet av hvilken kromosomer trekke seg sammen i et spiralmønster og posisjonere seg i ekvatorialplanet på omtrent like avstand fra begge motsatte poler. Spindelfibrene, startende fra begge poler, er koblet til sentromerer av kromosomer.
Hva er metafase?
Metafase er den andre av fire hovedfaser der kjernedeling av eukaryote celler, kalt mitose, kan deles. Under metafasen arrangeres arrangementet av kromosomer i det såkalte ekvatorialplanet eller metafaseplaten er karakteristisk. Hvert enkelt kromosom består av fire kromatider, hvorav to er "identiske i konstruksjonen". Kromatidene holdes i utgangspunktet fortsatt sammen av deres vanlige sentromer. Små proteinstrukturer dannes ved sentromerene som fibrene i spindelstolpene fester seg for å trekke søsterkromatidene til de respektive motsatte polene. Trekkingen av kromatidene tilhører allerede anafase, som følger metafase. Under metafasen pågår alle forberedelser som er nødvendige for å løsne kromatidene fra sentromerene for å bli trukket til polene. Bare når alle sentromerer er koblet til de tilsvarende polfibrene eller mikrotubuli, frigjøres bindingene til kromatidene ved deres sentromer slik at forsendelsen til den respektive polen kan begynne.
Funksjon og oppgave
I menneskekroppen er det et kontinuerlig behov for vekst basert på celleproliferasjon, som vanligvis følger prinsippet om celledeling. I kjernefysiske celler av encellede og flercellede organismer (eukaryoter) involverer divisjoner delingen av cytoplasmaet og deres kjerner. De to dattercellene som er resultatet av delingen, er også identiske i deres diploide kromosomsett med de respektive "modercellene", slik at veksten av visse vev i kroppen på grunnlag av ikke-seksuell celledeling er teoretisk ubegrenset, forutsatt at delingsprosessen blir ikke avbrutt eller avsluttet av veksthemmende stoffer. Også forbundet med celledelingsprosessen er den kjernefysiske delingsprosessen kjent som mitose. Innen mitose kalles den andre av totalt fire hovedfaser metafase. Det er et viktig kjedeledd i kjernedivisjonen. Metafase er viktig for å plassere kromatidene til det doble settet med kromosomer i ekvatorialplanet eller metaplaten på en slik måte at de kan trekkes mot de to polene av mikrorørfilamentene i den påfølgende anafasen. En spesielt viktig funksjon av metafase er å kontrollere (sjekkpunkt) og overvåke spindelfibrene (mikrotubuli) som strekker seg fra polene. Det må sikres at mikrotubuli er koblet til den “riktige” sentromeren i hvert tilfelle. Dette er for å sikre at de to settene med kromosomer som grupperer seg ved polene i løpet av den følgende anafasen, er helt identiske. Dette kan bare oppnås ved å ha en kromatid av et kromosom ved hver av de to polene etter at kjernedeling har skjedd. Hvis for eksempel to identiske søsterkromatider var lokalisert ved en av de to polene og manglet ved den andre polen, ville det være betydelige forstyrrelser med umuligheten av ytterligere cellevekst eller uhemmet vekst. Når det gjelder parenkymale celler, vil det være et tap av cellens spesifikke funksjonelle kapasitet.
Sykdommer og lidelser
Mitosis legemliggjør en veldig kompleks prosess som innenfor replikering av DNA-tråder og distribusjon av kromatider til de to polene, medfører risiko for feil med noen ganger vidtrekkende konsekvenser. For eksempel kan "feil" feste av mikrotubuli til kinetokorene i sentromerer forekomme relativt ofte. For eksempel kan visse kinetokorer forbli frie, dvs. ikke koblet til en mikrotubuli, eller begge kromatidene kan være forbundet med deres sentromerer til mikrotubuli med samme pol. Å sjekke om "riktig" og fullstendig tilknytning av mikrotubuli til kinetochores ligger en av de viktigste funksjonene til metafase. Kromosomene i anafase frigjøres normalt ikke før kontrollen av spindelfibrene er vellykket og alle kinetochores signaliserer riktig tilknytning. Det mitotiske kontrollpunktet blir realisert av en gruppe spesialiserte proteiner som undertrykker overgangen til anafase eller kontanter inn hvis vedheftingen ikke tilsvarer settpunktet. Prosessen er noe sammenlignbar med en pitstopp ved et Formel 1-løp, når alle fire mekanikere må rapportere full stopp etter å ha skiftet hjul før Formel 1-føreren kan ta av igjen. Et annet stort problem oppstår når det oppstår feil under splitting av DNA-strengene. Dette kan føre til tap av funksjon av cellene og kontinuerlig rask eller langsom ytterligere mitose som ikke lenger reagerer på endogene veksthemmere. Uhemmet vekst karakteriserer godartede (godartede) eller ondartede (ondartede) svulster. Ytterligere problemer kan oppstå fra DNA-metylering. Under splitting av DNA-tråder kan aktiviteten til DNA-metyltransferaser føre til tilsetning av metylgrupper (-CH3) til DNA. Prosessen tilsvarer ikke a gen mutasjon i konvensjonell forstand, men det tilsvarer en epigenetisk endring i det berørte genet. “gen metylering ”fører vanligvis til fenotypisk gjenkjennelige endringer hos det berørte individet og overføres vanligvis til de neste cellegenerasjonene - i likhet med en arv. I hvilken grad utviklingen av godartede og ondartede svulster og DNA-metylering kan tilskrives prosesser innen metafase, har ikke blitt undersøkt tilstrekkelig.
