Struktur, pembentukan, fungsi, dan evolusi spindel mitosis



itu gelendong mitosis atau akromatik, juga disebut sebagai mesin mitosis, adalah struktur seluler yang dibentuk oleh mikrotubulus yang bersifat protein yang terbentuk selama pembelahan sel (mitosis dan meiosis).

Istilah achromatic merujuk bahwa ia tidak ternoda dengan pewarna orcein A atau B. Spindle berpartisipasi dalam distribusi yang adil dari bahan genetik antara dua sel anak, yang dihasilkan dari pembelahan sel..

Pembelahan sel adalah proses di mana kedua gamet, yang merupakan sel meiosis, dan sel somatik yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan suatu organisme dari zygote dihasilkan..

Transisi antara dua divisi berturut-turut merupakan siklus sel, yang durasinya sangat bervariasi sesuai dengan jenis sel dan rangsangannya..

Selama mitosis dari sel eukariotik (sel yang memiliki nukleus yang dibatasi organel benar dan membran), beberapa langkah terjadi: fase S, profase, prometaphase, metafase, anafase, telofase dan antarmuka.

Awalnya kromosom mengembun, membentuk dua filamen identik yang disebut kromatid. Setiap kromatid mengandung salah satu dari dua molekul DNA yang dihasilkan sebelumnya, dihubungkan bersama oleh sebuah wilayah yang disebut centromere, yang memainkan peran mendasar dalam proses migrasi menuju kutub sebelum pembelahan sel..

Pembelahan mitosis berlangsung selama seluruh kehidupan suatu organisme. Diperkirakan bahwa selama kehidupan manusia, sekitar 10 terjadi di dalam tubuh17 pembelahan sel. Pembelahan meiosis terjadi dalam sel yang menghasilkan gamet, atau sel kelamin.

Indeks

  • 1 Struktur dan pelatihan
    • 1.1 Hubungan dengan sitoskeleton
    • 1.2 Siklus sel dan spindel akromatik: fase S, profase, prometafase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.
    • 1.3 Mekanisme migrasi kromosom
  • 2 Fungsi
    • 2.1 Fungsi lain yang akan diverifikasi
  • 3 Evolusi mekanisme
  • 4 Referensi

Struktur dan pelatihan

Hubungan dengan sitoskeleton

spindle yang dianggap sebagai sistem mikrofibril memanjang protein atau mikrotubulus selular. Hal ini dibentuk pada saat pembelahan sel, termasuk sentromer kromosom dan centrosomes di kutub sel, dan terkait dengan migrasi kromosom untuk menghasilkan sel anak dengan jumlah yang sama informasi genetik.

Centrosome adalah daerah di mana mikrotubulus berasal dari kedua poros akromatik dan sitoskeleton. Mikrotubulus gelendong ini terdiri dari dimer tubulin yang dipinjam dari sitoskeleton.

Pada awal mitosis, jaringan mikrotubular sitoskeleton sel didartikulasi dan spindel akromatik terbentuk. Setelah pembelahan sel terjadi, gelendong didartikulasi dan jaringan mikrotubulus sitoskeleton ditata ulang, mengembalikan sel ke kondisi istirahatnya.

Hal ini penting untuk membedakan bahwa ada tiga jenis mikrotubulus dalam aparatus mitosis, dua jenis mikrotubulus spindle (mikrotubulus kinetokor dan polar), dan jenis mikrotubulus aster (mikrotubulus astral).

Simetri bilateral dari spindel akromatik disebabkan oleh interaksi yang mempertahankan kedua bagiannya secara bersamaan. Interaksi-interaksi ini adalah: baik lateral, antara ujung mikrotubulus kutub yang ditumpangkan positif; atau mereka adalah interaksi terminal antara mikrotubulus kinetokor dan kinetokor dari kromatid saudara perempuan.

Siklus sel dan spindel akromatik: fase S, profase, prometafase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.

Replikasi DNA terjadi selama fase S dari siklus sel, kemudian, selama profase, migrasi centrosom ke kutub yang berlawanan dari sel terjadi dan kromosom juga mengembun.

Prometaphase

Dalam prometafase terbentuk mesin mitosis, berkat perakitan mikrotubulus dan penetrasi mereka ke bagian dalam nukleus. Suster kromatid yang bergabung dengan sentromer dihasilkan dan ini, pada gilirannya, mengikat mikrotubulus.

Metafase

Selama metafase kromosom disejajarkan di bidang seluler khatulistiwa. Spindle diatur dalam spindel mitosis sentral dan sepasang aster.

Setiap aster terdiri dari mikrotubulus yang tersusun dalam bentuk bintang yang memanjang dari sentrosom ke korteks seluler. Mikrotubulus astral ini tidak berinteraksi dengan kromosom.

Dikatakan kemudian, bahwa aster terpancar dari centrosome, ke korteks seluler dan berpartisipasi baik di lokasi seluruh perangkat mitosis dan dalam penentuan bidang pembelahan sel selama sitokinesis.

Anafase

Kemudian, selama anafase, mikrotubulus spindle berlabuh dengan ujung positif ke kromosom melalui kinetokoranya dan dengan ujung negatif ke centrosom..

Pemisahan kromatid saudara perempuan terjadi pada kromosom independen. Setiap kromosom yang melekat pada mikrotubulus kinetokor bergerak ke kutub sel. Secara bersamaan terjadi pemisahan kutub sel.

Telofase dan sitokinesis

Akhirnya, selama telofase dan sitokinesis, membran nukleus terbentuk di sekitar inti anak perempuan dan kromosom kehilangan penampilan kentalnya..

Spindel mitosis menghilang ketika mikrotubulus mendepolimerisasi dan terjadi pembelahan sel memasuki antarmuka.

Mekanisme migrasi kromosom

Namun, mekanisme yang terlibat dalam migrasi kromosom ke kutub dan pemisahan kutub berikutnya dari satu sama lain tidak diketahui secara pasti; Diketahui bahwa interaksi antara kinetokor dan mikrotubulus dari spindel yang melekat padanya terlibat dalam proses ini..

Sementara setiap kromosom bermigrasi ke kutub yang sesuai, terjadi depolimerisasi mikrotubulus terikat, atau mikrotubulus kinetokorik. Dipercaya bahwa depolimerisasi ini dapat menghasilkan gerakan pasif kromosom yang terikat pada mikrotubulus gelendong..

Juga diyakini bahwa mungkin ada protein motorik lain yang terkait dengan kinetokor, di mana energi yang berasal dari hidrolisis ATP akan digunakan..

Energi ini akan berfungsi untuk mendorong migrasi kromosom sepanjang mikrotubulus ke ujungnya yang disebut "minus" di mana centrosome berada.

Bersamaan, depolimerisasi ujung mikrotubulus yang berikatan dengan kinetokor, atau ujung "lebih", dapat terjadi, yang juga akan berkontribusi pada pergerakan kromosom..

Fungsi

Gelendong akromatik atau mitosis adalah struktur selular yang berfungsi untuk jangkar kromosom melalui kinetochores mereka, menyelaraskan sel Ekuador dan akhirnya mengarahkan migrasi kromatid ke kutub yang berlawanan dari sel sebelum divisi, yang memungkinkan distribusi merata materi genetik antara dua sel anak yang dihasilkan.

Kesalahan terjadi dalam proses ini, kekurangan atau kelebihan kromosom yang dihasilkan, yang menghasilkan pola perkembangan abnormal (terjadi selama embriogenesis), dan berbagai patologi (terjadi setelah kelahiran individu).

Fungsi lain yang akan diverifikasi

Ada bukti bahwa mikrotubulus gelendong terlibat dalam penentuan lokasi struktur yang bertanggung jawab atas pembelahan sitoplasma.

Bukti utama adalah bahwa pembelahan sel selalu terjadi di garis tengah spindle, di mana serat polar tumpang tindih.

Evolusi mekanisme

Secara evolusi ia telah dipilih sebagai mekanisme yang sangat berlebihan, di mana setiap langkah dipengaruhi oleh protein motor mikrotubulus..

Hal ini diyakini bahwa akuisisi evolusi dari mikrotubulus adalah karena proses endosimbiosis, di mana media sel eukariotik diserap sel prokariotik menyajikan struktur ini aparatus gelendong. Semua ini bisa terjadi sebelum timbulnya mitosis.

Hipotesis ini menunjukkan bahwa struktur protein mikrotubular semula dapat memenuhi fungsi propulsi. Kemudian, ketika menjadi bagian dari organisme baru, mikrotubulus akan membentuk sitoskeleton dan kemudian, mesin mitosis.

Dalam sejarah evolusi, variasi dalam skema dasar pembelahan sel eukariotik terjadi. Pembelahan sel hanya mewakili beberapa fase dari siklus sel, yang merupakan proses utama.

Referensi

  1. Bolsover, S.R., Hyams, J.S., Shephard, EA., White, H.A. dan Wiedemann, C.G. (2003). Biologi sel, kursus singkat. Edisi kedua. hlm 535. Wiley-Liss. ISBN: 0471263931, 9780471263937, 9780471461593
  2. Friedmann, T., Dunlap, J.C. dan Goodwin, S.F. (2016). Kemajuan dalam Genetika. Edisi pertama. Elsevier Academic Press. hal 258. ISBN: 0128048018, 978-0-12-804801-6
  3. Hartwell, L., Goldberg, M.L., Fischer, J. dan Hood, L. (2017). Genetika: Dari Gen ke Genom. Edisi keenam. McGraw-Hill. pp 848. ISBN: 1259700909, 9781259700903
  4. Mazia, D., & Dan, K. (1952). Isolasi dan Karakterisasi Biokimia dari Peralatan Mitotik Sel Pembagi. Prosiding National Academy of Sciences, 38 (9), 826-838. doi: 10.1073 / pnas.38.9.826
  5. Yu, H. (2017). Berkomunikasi Genetika: Visualisasi dan Representasi. Palgrave Macmillan UK. Edisi Pertama. hal ISBN: 978-1-137-58778-7, 978-1-137-58779-4