prometaphase adalah tahap proses pembelahan sel, menengah antara profase dan metafase. Hal ini ditandai dengan interaksi kromosom yang membelah dengan mikrotubulus yang bertanggung jawab untuk memisahkannya. Prometafase terjadi pada mitosis dan meiosis, tetapi dengan karakteristik yang berbeda.
Tujuan yang jelas dari semua pembelahan sel adalah untuk membuat lebih banyak sel. Untuk mencapai ini, sel awalnya harus menduplikasi konten DNA -nya ; yaitu, menirunya. Selain itu, sel harus memisahkan kromosom ini dengan cara yang memenuhi tujuan tertentu dari setiap pembelahan sitoplasma.
Prometafase mitosis. Diambil dari wikimedia.org
Pada mitosis, jumlah kromosom yang sama dari sel induk dalam sel anak. Pada meiosis I, pemisahan antara kromosom homolog. Pada meiosis II, pemisahan antara kromatid bersaudara. Artinya, pada akhir proses, diperoleh empat produk meiosis yang diharapkan.
Sel mengelola mekanisme rumit ini melalui penggunaan komponen khusus seperti mikrotubulus. Ini diatur oleh sentrosom di sebagian besar eukariota. Di tempat lain, sebaliknya, seperti tumbuhan tingkat tinggi, jenis lain dari fungsi pusat organisasi mikrotubulus.
Indeks artikel
Mikrotubulus
Mikrotubulus adalah polimer linier dari protein tubulin. Mereka terlibat dalam hampir semua proses seluler yang melibatkan perpindahan beberapa struktur internal. Mereka adalah bagian integral dari sitoskeleton, silia dan flagela.
Dalam kasus sel tumbuhan, mereka juga berperan dalam organisasi struktural internal. Dalam sel-sel ini, mikrotubulus membentuk semacam permadani yang menempel pada permukaan bagian dalam membran plasma.
Struktur ini, yang mengontrol pembelahan sel tumbuhan, dikenal sebagai organisasi kortikal mikrotubulus. Pada saat pembelahan mitosis, misalnya, mereka runtuh menjadi cincin pusat yang akan menjadi situs masa depan lempeng pusat, di bidang di mana sel akan membelah.
Mikrotubulus terdiri dari alpha-tubulin dan beta-tubulin. Kedua subunit ini membentuk heterodimer, yang merupakan unit struktural dasar filamen tubulin. Polimerisasi dimer mengarah pada pembentukan 13 protofilamen dalam organisasi lateral yang menghasilkan silinder berongga.
Mikrotubulus. Diambil dari commons.wikimedia.org
Silinder berongga dari struktur ini adalah mikrotubulus, yang dengan komposisinya sendiri menunjukkan polaritas. Artinya, satu ujung dapat tumbuh dengan penambahan heterodimer, sedangkan ujung lainnya dapat mengalami pengurangan. Dalam kasus terakhir, mikrotubulus, bukannya memanjang ke arah itu, malah menyusut.
Mikrotubulus berinti (yaitu, mulai berpolimerisasi) dan diatur menjadi pusat pengorganisasian mikrotubulus (COM). COM dikaitkan dengan sentrosom selama pembelahan dalam sel hewan.
Pada tumbuhan tingkat tinggi, yang tidak memiliki sentrosom, COM hadir di situs analog, tetapi terdiri dari komponen lain. Pada silia dan flagela, COM terletak di basal struktur motorik.
Perpindahan kromosom selama pembelahan sel dicapai melalui mikrotubulus. Ini memediasi interaksi fisik antara sentromer kromosom dan COM.
Dengan reaksi depolimerisasi yang ditargetkan, kromosom metafase pada akhirnya akan bergerak menuju kutub sel yang membelah.
Prometafase mitosis
Segregasi kromosom mitosis yang benar adalah yang menjamin bahwa setiap sel anak menerima komplemen kromosom yang identik dengan sel induk.
Silvia3 [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) atau CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons
Ini berarti bahwa sel harus memisahkan setiap pasangan kromosom yang digandakan menjadi dua kromosom individu yang terpisah. Artinya, ia harus memisahkan kromatid saudara dari setiap pasangan homolog dari seluruh komplemen kromosom sel induk.
mitosis terbuka
Dalam mitosis terbuka, proses hilangnya selubung nukleus adalah ciri dari prometafase. Hal ini memungkinkan satu-satunya penghalang antara MOC dan sentromer kromosom menghilang.
Dari MOC, filamen mikrotubulus panjang dipolimerisasi dan diperpanjang menuju kromosom. Setelah menemukan sentromer, polimerisasi berhenti dan kromosom yang terkait dengan COM diperoleh.
Pada mitosis kromosomnya berlipat ganda. Oleh karena itu, ada juga dua sentromer, tetapi masih bersatu dalam struktur yang sama. Ini berarti bahwa pada akhir proses polimerisasi mikrotubulus kita akan memiliki dua di antaranya per kromosom yang diduplikasi.
Satu filamen akan menempelkan sentromer ke COM, dan satu lagi ke kromatid saudara yang melekat pada COM yang berlawanan dengan yang pertama.
Mitosis tertutup
Dalam mitosis tertutup, prosesnya hampir identik dengan yang sebelumnya, tetapi dengan perbedaan besar; amplop nuklir tidak hilang. Oleh karena itu, COM bersifat internal dan berhubungan dengan selubung nukleus bagian dalam melalui lamina nukleus.
Dalam mitosis semi-tertutup (atau semi-terbuka), amplop nuklir hanya menghilang di dua titik yang berlawanan di mana COM mitosis ada di luar nukleus.
Ini berarti bahwa dalam mitosis ini mikrotubulus menembus ke dalam nukleus untuk dapat memobilisasi kromosom dalam langkah-langkah setelah prometafase.
Prometafase meiosis
Pembelahan meiosis. Diambil dari es.wikipedia.org
Karena meiosis melibatkan produksi empat sel ‘n’ dari satu sel ‘2n’, harus ada dua pembelahan sitoplasma. Mari kita lihat seperti ini: pada akhir metafase I akan ada empat kali lebih banyak kromatid daripada sentromer yang terlihat di bawah mikroskop.
Setelah pembelahan pertama, akan ada dua sel dengan kromatid dua kali lebih banyak dari sentromer. Hanya pada akhir pembelahan sitoplasma kedua semua sentromer dan kromatid menjadi individual. Akan ada sentromer sebanyak jumlah kromosom.
Protein kunci untuk interaksi interkromatin yang kompleks ini terjadi pada mitosis dan meiosis adalah kohesin. Tetapi ada lebih banyak komplikasi pada meiosis daripada pada mitosis. Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa kohesin meiosis berbeda dari mitosis.
Kohesin memungkinkan kohesi kromosom selama proses kondensasi mitosis dan meiosis mereka. Selanjutnya, mereka memungkinkan dan mengatur interaksi antara kromatid sister di kedua proses.
Tapi dalam meiosis mereka juga mempromosikan sesuatu yang tidak terjadi dalam mitosis: perkawinan homolog, dan sinapsis konsekuen . Protein ini berbeda dalam setiap kasus. Dapat dikatakan bahwa meiosis tanpa kohesin yang membedakannya, tidak akan mungkin terjadi.
Meiosis I
Secara mekanis, interaksi sentromer / COM sama di semua pembelahan sel. Namun, dalam prometafase I meiosis I sel tidak akan memisahkan kromatid saudara seperti yang terjadi pada mitosis.
Sebaliknya, tetrad meiosis memiliki empat kromatid dalam satu set sentromer ganda. Dalam struktur ini ada hal lain yang tidak ada dalam mitosis: chiasmata.
Chiasm, yang merupakan penyatuan fisik antara kromosom homolog, adalah yang membedakan sentromer mana yang harus dipisahkan: sentromer dari kromosom homolog.
Jadi, dalam prometafase I, koneksi terbentuk antara sentromer homolog dan COM di kutub sel yang berlawanan.
Meiosis II
Prometafase II ini lebih mirip prometafase mitosis daripada prometafase I meiosis. Dalam hal ini, COM akan “meluncurkan” mikrotubulus pada duplikasi sentromer kromatid sister.
Dengan demikian, dua sel dengan kromosom individu akan diproduksi, produk dari satu kromatid dari setiap pasangan. Oleh karena itu, sel-sel dengan komplemen kromosom haploid dari spesies akan diproduksi.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
- Cukup baik, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Pengantar Analisis Genetika (Edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Kompleks kohesin dalam meiosis mamalia. Gen ke Sel, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Manka, SW, Moores, CA (2018) Struktur mikrotubulus oleh cryo-EM: snapshot dari ketidakstabilan dinamis. Esai dalam Biokimia, 62: 737-751.
