PROFASE: BIJ MITOSE EN MEIOSE - BIOLOGIE - 2025

De profase is de eerste fase van celdeling door mitose en meiose. Het is de fase na de fase van de DNA-synthese (S-fase van de celcyclus). In dit stadium bereiken de chromosomen een hoge mate van condensatie en individualiteit.

Bij meiose zijn er twee profasen, die sterk verschillen van elkaar en van mitose. Alleen in meiotische profase I komt recombinatie voor. Deze fase is verdeeld in verschillende stadia: leptoteen, zygoteen, pachytene, diplotene en diakinese.

Profase. Leomonaci98, van Wikimedia Commons

Tijdens de profase vinden, naast de condensatie die wordt bereikt door de gedupliceerde chromosomen, veranderingsprocessen plaats op het extra-nucleaire niveau. De belangrijkste cytoplasmatische gebeurtenis tijdens de profase is de vorming van de achromatische spil bij elke celpool. Hierdoor kunnen de chromosomen in opeenvolgende stadia van celdeling worden gemobiliseerd om hun juiste segregatie te garanderen.

Er zijn belangrijke verschillen tussen celdelingen in dierlijke cellen en plantencellen. Sommige zullen later worden genoemd. In totaal is er echter een volledige reorganisatie van de cel.

Daarom richten mitose en meiose zich op het lot van het DNA en de kern. Maar de waarheid is dat wanneer een cel zich deelt, hij alles verdeelt en dat alles deelneemt aan het proces.

Alle cellulaire componenten ondergaan dus radicale veranderingen tijdens de profasen van mitose en meiose. Het endoplasmatisch reticulum en het Golgi-complex lijken te verdwijnen: ze veranderen echter alleen hun structuur. Mitochondriën en chloroplasten delen zich ook, waardoor nieuwe organellen ontstaan.

Profase in mitose

Celdeling door mitose. Overgenomen van es.wikipedia.org

Dierlijke profase

Dierlijke cellen hebben één centriol. Na voltooiing van de DNA-synthese ter voorbereiding op mitose, bereidt het centriol zich ook voor om te delen.

Centriolen bestaan ​​uit een paar identieke structuren, diplosomen genaamd, loodrecht op elkaar. Deze scheiden zich en elk zal een mal zijn voor het ontstaan ​​van een nieuwe. De synthese van het nieuwe diplosoom vindt plaats als elk oud diplosoom migreert naar tegenovergestelde polen van de cel.

De andere bepalende gebeurtenis van profase, en een die wordt gedeeld met plantencellen, is chromatine-verdichting. Dit is misschien wel het meest opvallende cytologische element van profase tijdens celdeling.

DNA bereikt een hoge mate van verdichting en wordt voor het eerst waargenomen als een morfologisch geïndividualiseerd chromosoom.

Bij de samengeperste chromosomen zijn de zusterchromatiden van elk van hen betrokken, nog steeds verenigd door dezelfde centromeer. Hoewel dit centromeer echt dubbel is, gedraagt ​​het zich als een enkele.

De chromosomen worden gezien als een X, omdat het twee kopiechromatiden zijn die aan hetzelfde centrum zijn bevestigd. Daarom zal elke cel in profase een dubbel aantal chromatiden hebben, vergeleken met een aantal centromeren dat gelijk is aan het aantal '2n' van de soort.

Dat wil zeggen, een profase-mitotische cel is diploïde qua aantal centromeren, maar tetraploïde (4n) qua aantal chromatiden.

Plantaardige profase

In plantencellen is er een fase voorafgaand aan de profase die preprofase wordt genoemd. Ter voorbereiding op de celdeling valt de grootcellige vacuole uiteen.

Hierdoor wordt een vrije of onbezette cytoplasmatische band gevormd, een fragmosoom genaamd. Hierdoor kan de celkern van de plant zichzelf positioneren richting de evenaar van de cel.

Bovendien stort de corticale organisatie van de microtubuli naar dezelfde plaats in. Dit zal aanleiding geven tot wat bekend staat als de preprofaseband (BPP).

De preprofasische band van de celdeling van planten. Overgenomen van en.wikipedia.org

De preprofasische band zal eerst verschijnen als een ring, maar zal uiteindelijk de kern bedekken. Dat wil zeggen, de microtubuli die het celmembraan intern bekleden, zullen allemaal naar het fragmosoom mobiliseren.

Vervolgens zal de preprofaseband die de equatoriale kern omringt, het mogelijk maken om lokaal de plaats te organiseren waar de fragmoplast die deze moet vervangen, uiteindelijk zal verschijnen.

Dynamisch gezien gaan de microtubuli van de plantencel van de ene fase naar de andere zonder duidelijke overgangen. Dat wil zeggen, van corticale opstelling tot fragmosoom en van daaruit naar fragmoplast.

De plaats van al deze structurele veranderingen in de plantencel is dezelfde waar de afzetting van de celplaat zal plaatsvinden. En daarom vertegenwoordigt het het vlak waar de cel zich zal delen.

Voor al het andere is de plantenprofase identiek aan die waargenomen in de profase van dierlijke cellen

Profase in meiose

De meiotische deling. Genomen uit es.wikipedia.or

Alleen in profase I van meiose vindt genetische recombinatie plaats. Daarom vereist de vorming van complexe structuren tussen chromosomen twee divisies in meiose.

Bij eerdere DNA-synthese werden de zusterchromatiden op elk chromosoom geproduceerd. Met hun verdichting hebben we dubbele chromosomen die in meiose bovendien paren tussen homologen.

Dit leidt tot het genereren van bivalenten (twee homologe chromosomen die op elkaar inwerken). Omdat ze allemaal gedupliceerd zijn, hebben we het eigenlijk over tetrads. Dat wil zeggen, van chromatidetetrads verenigd in een structuur die moet worden opgelost door middel van twee celdelingen.

In de eerste zullen de homologe chromosomen worden gescheiden, terwijl in de tweede de zusterchromatiden moeten worden gescheiden.

Profase I

In meiotische profase I zijn zusterchromatiden georganiseerd op compacte proteïneachtige structuren die de centrale chromosomale as vormen.

Op deze as vormt zich het synaptonemische complex (CS), dat de homologe parende chromosomen bij elkaar houdt. Tijdens profase I zal het synaptonemische complex homologe chromosomen toelaten om synapsen binnen te gaan.

In deze stadia kunnen kruispunten worden gevormd, zichtbaar als chiasma's, waar het genetische recombinatieproces zal plaatsvinden. Dat wil zeggen, de fysieke uitwisseling tussen de deelnemende DNA-moleculen die het pachytene definiëren.

Profase II

Prophase II wordt niet voorafgegaan door eerdere DNA-synthese. Hier werden dubbele chromosomen, verbonden door dezelfde (dubbele) centromeer, geërfd. Dit komt omdat DNA-synthese, zowel in mitose als meiose, alleen plaatsvindt in de S (synthese) fase van de celcyclus.

In deze tweede divisie zullen we vier meiocyten hebben. Een meiocyt is een cel die het product is van een meiotische deling.

Profase II zal daarom de leiding hebben over de scheiding van zusterchromatiden van chromosomen die zijn geërfd van profase I. Daarom zal aan het einde van het meiotische proces elke meiocyt de haploïde set chromosomen van de soort hebben.

Referenties

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6e editie). WW Norton & Company, New York, NY, VS.
2. Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, VS.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Een inleiding tot genetische analyse (11e ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, VS.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Het cohesinecomplex bij meiose bij zoogdieren. Genen naar cellen, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) De rol van het cytoskelet en geassocieerde eiwitten bij het bepalen van het celdelingsvlak van planten. The Plant Journal, 75: 258-269.