Metafase

Pembelahan inti (mitosis) sel organisme eukariotik dengan replikasi DNA dapat dibagi menjadi empat fase utama. Fase utama kedua disebut Metafase Dalam perjalanannya kromosom berkontraksi dalam bentuk spiral dan posisinya di bidang ekuator dengan jarak yang kira-kira sama ke kedua kutub yang berlawanan. Serat spindel terhubung ke sentromer kromosom dari kedua kutub.

Apa metafase itu?

Metafase adalah fase kedua dari total empat fase utama di mana pembelahan inti sel eukariotik, yang disebut mitosis, dapat dibagi. Selama metafase, susunan kromosom di bidang ekuator atau pelat metafase adalah karakteristik.

Setiap kromosom terdiri dari empat kromatid, dua di antaranya "identik". Kromatid awalnya disatukan oleh sentromer umum mereka. Struktur protein kecil terbentuk pada sentromer, tempat serat kutub spindel menempel untuk menarik kromatid saudara ke kutub yang berlawanan. Penarikan kromatid sudah menjadi bagian dari anafase yang mengikuti metafase.

Selama metafase, semua persiapan dibuat yang diperlukan untuk melepaskan kromatid dari sentromer agar dapat ditarik ke kutub. Hanya ketika semua sentromer dihubungkan dengan serat kutub atau mikrotubulus yang sesuai, ikatan kromatid pada sentromernya dilepaskan sehingga perpindahannya ke kutub masing-masing dimulai.

Fungsi & tugas

Di dalam tubuh manusia terdapat kebutuhan yang berkelanjutan untuk pertumbuhan berdasarkan reproduksi sel, yang sebagian besar mengikuti prinsip pembelahan sel. Dalam sel berinti organisme tunggal dan multiseluler (eukariota), pembelahannya meliputi pembelahan sitoplasma dan inti selnya.

Dua sel anak yang diproduksi selama pembelahan identik dalam set kromosom diploidnya dengan "sel induk" masing-masing, sehingga pertumbuhan jaringan tertentu dalam tubuh secara teoritis tidak terbatas berdasarkan pembelahan sel non-seksual, selama proses pembelahan tidak terganggu atau dihentikan oleh zat penghambat pertumbuhan.

Proses pembelahan sel juga terkait dengan proses pembelahan inti, yang dikenal dengan mitosis. Dalam mitosis, fase kedua dari total empat fase utama dikenal sebagai metafase. Ini adalah tautan penting dalam proses divisi inti. Metafase penting untuk memposisikan kromatid dari kumpulan ganda kromosom di bidang ekuator atau metaplate sedemikian rupa sehingga dapat ditarik oleh filamen mikrotubulus ke arah dua kutub pada anafase berikutnya.

Fungsi yang sangat penting dari metafase adalah untuk memeriksa (checkpoint) dan memantau serat spindel (mikrotubulus) yang berasal dari kutub. Harus dipastikan bahwa mikrotubulus terhubung ke sentromer yang "benar". Ini memastikan bahwa dua set kromosom yang dikelompokkan di kutub selama anafase berikutnya benar-benar identik. Ini hanya dapat dicapai dengan memiliki kromatid kromosom di masing-masing dua kutub setelah nukleus terbagi.

Jika, misalnya, dua kromatid kembar identik ditemukan di salah satu dari dua kutub dan hilang di kutub lainnya, ini akan menyebabkan gangguan yang cukup besar dengan ketidakmungkinan pertumbuhan sel lebih lanjut atau pertumbuhan yang tidak terkendali. Dalam kasus sel parenkim, akan ada hilangnya fungsi spesifik sel.

Penyakit & penyakit

Mitosis mewujudkan proses yang sangat kompleks yang melibatkan risiko kesalahan dalam replikasi untai DNA dan distribusi kromatid pada dua kutub, dengan konsekuensi yang terkadang menjangkau jauh. Misalnya, perlekatan mikrotubulus yang "salah" ke kinetokor sentromer dapat terjadi relatif sering. Misalnya, kinetokor tertentu dapat tetap bebas, yaitu tidak terhubung ke mikrotubulus, atau kedua kromatid terhubung ke mikrotubulus dari kutub yang sama pada sentromernya. Salah satu fungsi terpenting dari metafase terletak pada pemeriksaan keterikatan mikrotubulus yang “benar” dan lengkap ke kinetokor.

Penarikan kromosom dalam anafase biasanya hanya dilepaskan ketika pemeriksaan serat spindel berhasil dan semua kinetokor memberi sinyal koneksi yang benar. Pos pemeriksaan mitosis diimplementasikan oleh sekelompok protein khusus yang menekan atau menguangkan transisi ke anafase jika adhesi tidak sesuai dengan nilai target. Prosesnya mirip dengan pit-stop dalam balapan Formula 1, ketika keempat bugar harus melaporkan penyelesaian setelah mengganti roda sebelum pembalap Formula 1 dapat memulai lagi.

Masalah lain yang lebih besar muncul ketika kesalahan dibuat dalam memutus untaian DNA. Hal ini dapat menyebabkan hilangnya fungsi sel dan terus berlanjut, cepat atau memperlambat mitosis lebih lanjut yang tidak lagi bereaksi terhadap penghambat pertumbuhan tubuh sendiri. Pertumbuhan tanpa hambatan mencirikan tumor jinak (jinak) atau ganas (ganas).

Masalah lain bisa timbul dari metilasi DNA. Ketika untaian DNA terpecah, aktivitas metiltransferase DNA dapat menyebabkan penambahan gugus metil (-CH3) ke DNA. Proses ini tidak sesuai dengan mutasi gen dalam pengertian konvensional, tetapi dengan perubahan epigenetik pada gen yang terpengaruh. "Metilasi gen" biasanya mengarah pada perubahan yang dapat dikenali secara fenotip pada individu yang terkena dan sebagian besar diteruskan ke generasi sel berikutnya - mirip dengan pewarisan.

Sejauh mana perkembangan tumor jinak dan ganas dan metilasi DNA dapat ditelusuri kembali ke proses di dalam metafase belum cukup diteliti.