Profaza je prva faza diobu stanice mitoze i mejoze. To je faza nakon faze sinteze DNA (S faza staničnog ciklusa). U ovoj fazi kromosomi dostižu visoki stupanj kondenzacije i individualnosti.
U mejozi postoje dva profaza, koja se međusobno jako razlikuju i od mitoze. Primjerice, u mejotičkoj profazi dolazi do rekombinacije. Ova faza je podijeljena u različite faze: leptoten, zigoten, pahiten, diploten i dijakineza.
Profaza. Leomonaci98, iz Wikimedia Commons
Tijekom profaze, pored kondenzacije koju dosežu duplicirani kromosomi, na izvan-nuklearnoj razini odvijaju se i procesi promjene. Najvažniji citoplazmatski događaj tijekom profaze je stvaranje akromatskog vretena na svakom staničnom polu. To omogućava mobilizaciju kromosoma u uzastopnim fazama diobe stanica kako bi se osigurala njihova ispravna segregacija.
Postoje važne razlike između stanične podjele u životinjskim stanicama i biljnim stanicama. Neke ćemo spomenuti kasnije. Međutim, u svemu dolazi do potpune reorganizacije ćelije.
Stoga se mitoza i mejoza usredotočuju na sudbinu DNK i jezgre. Ali istina je da kad se stanica podijeli, ona sve podijeli i sve sudjeluje u procesu.
Tako se sve stanične komponente podvrgnu radikalnim promjenama tijekom profaze mitoze i mejoze. Čini se da nestaju endoplazmatski retikulum i Golgijev kompleks: međutim, oni samo mijenjaju svoju strukturu. Mitohondriji i kloroplasti također se dijele, stvarajući nove organele.
Profaza u mitozi
Podjela stanica mitozom. Preuzeto s es.wikipedia.org
Profaza životinja
Životinjske stanice imaju jednu centriolu. Po završetku sinteze DNK u pripremi za mitozu, centriol se također priprema za diobu.
Centriole se sastoje od para identičnih struktura koje se zovu diplosomi, okomito jedan na drugi. Ovi odvojeni, i svaki će biti kalup za genezu novog. Sinteza novog diplosoma događa se dok svaki stari diplosom migrira na suprotne polove stanice.
Drugi najvažniji događaj profaze i onaj koji se dijeli s biljnim stanicama je sabijanje kromatina. Ovo je možda najistaknutiji citološki element profaze tijekom stanične diobe.
DNK dostiže visoki stupanj sabijanja, a prvi put se promatra kao morfološki individualizirani kromosom.
Kompaktni kromosomi uključuju sestrine kromatide svakog od njih, još uvijek objedinjene istim centromerom. Iako je ovaj centromere doista dvostruk, ponaša se kao jedan.
Hromosomi će se vidjeti kao X, jer su dva kopirana kromatida pričvršćena na isto središte. Stoga će svaka stanica u profazi imati dvostruki broj kromatida, u odnosu na broj centromera jednak broju '2n' vrsta.
To jest, profazna mitotska stanica je diploidna po broju centromera, ali tetraploidna (4n) prema broju kromatida.
Profaza od povrća
U biljnim stanicama postoji faza prije profaze koja se naziva prefaza. Pripremajući se za staničnu diobu, velika ćelija vakuola se raspada.
Zahvaljujući tome nastaje slobodni ili nezauzeti citoplazmatski pojas, nazvan fragmosom. To omogućava jezgru biljne stanice da se pozicionira prema ekvatoru stanice.
Uz to, kortikalna organizacija mikrotubula se urušava prema istom mjestu. Ovo će stvoriti ono što je poznato kao prefazni pojas (BPP).
Predfazni pojas diobe biljnih stanica. Preuzeto sa en.wikipedia.org
Predfazni pojas pojavit će se prvo kao prsten, ali će završiti pokrivajući jezgru. To jest, mikrotubule koje linijski staničnoj membrani usredsređuju sve će se mobilizirati prema fragmosomu.
Tada će prefazni pojas koji okružuje ekvatorijalnu jezgru omogućiti lokalno organiziranje mjesta na kojem će se na kraju pojaviti fragmoplast koji će ga zamijeniti.
Dinamično govoreći, mikrotubule biljne stanice proći će iz jedne faze u drugu bez očiglednih prijelaza. Odnosno, od kortikalnog rasporeda do fragmosoma i odatle do fragmoplasta.
Mjesto svih tih strukturnih promjena u biljnoj stanici je isto gdje će se dogoditi taloženje stanične ploče. I zato predstavlja ravninu u kojoj će se stanica podijeliti.
U svemu ostalom, biljna profaza je identična onoj koja se opaža u profazi životinjskih stanica
Profaza u mejozi
Mejotska podjela. Preuzeto s es.wikipedia.or
Samo u profazi I mejoze dolazi do genetske rekombinacije. Stoga je za stvaranje složenih struktura između kromosoma potrebno dvije podjele u mejozi.
Uz prethodnu sintezu DNA, sestrinski kromatidi proizvedeni su na svakom kromosomu. Njihovim sabijanjem imamo dvostruke kromosome koji se u mejozi, osim toga, pare između homologa.
To dovodi do stvaranja bivalenta (dva interaktivna homologna kromosoma). Budući da je svaki od njih dupliciran, zapravo govorimo o tetradama. Odnosno, kromatidne tetrade ujedinjene u strukturu koja se mora riješiti pomoću dvije stanične podjele.
U prvom će se homologni kromosomi razdvojiti, dok se u drugom moraju razdvojiti sestrinski kromatidi.
Profaza I
U mejotičkoj profazi I, sestrinski kromatidi organizirani su na kompaktnim proteinastoj strukturama koje čine središnju kromosomsku os.
Na ovoj će se osovini formirati sinaptonemski kompleks (CS), koji će homologne parne kromosome držati zajedno. Tijekom profaze I, sinaptonemski kompleks će omogućiti da homologni kromosomi uđu u sinapse.
U tim fazama mogu se formirati križne točke, vidljive kao chiasme, gdje će se odvijati proces genetske rekombinacije. Odnosno, fizička razmjena između sudjelujućih molekula DNA koja definira pahiten.
Profaza II
Profazi II nije prethodna sinteza DNA. Ovdje su naslijeđeni dvostruki kromosomi spojeni istim (dvostrukim) centromerima. To je tako jer se sinteza DNA, kako u mitozi tako i u mejozi, odvija samo u S (sinteznoj) fazi staničnog ciklusa.
U ovom drugom odjeljenju imat ćemo četiri mejocita. Mejocit je stanica koja je produkt mejotske diobe.
Profaza II, dakle, bit će odgovorna za odvajanje sestrinskih kromatida od kromosoma naslijeđenih iz profaze I. Stoga će na kraju mejotičkog procesa svaki mejocit imati haploidni skup kromosoma vrste.
Reference
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6. izdanje). WW Norton & Company, New York, NY, SAD.
- Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SAD.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod u genetsku analizu (11. izd.). New York: WH Freeman, New York, NY, SAD.
- Ishiguro, K.-I. (2018) Kohezinski kompleks u mejozi sisavaca. Geni do ćelije, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) Uloga citoskeleta i pridruženih proteina u određivanju ravnine diobe biljnih stanica. Biljni časopis, 75: 258-269.