Co to jest metafaza?
Metafaza jest jednym z etapów mitozy i mejozy, które są dwoma rodzajami podziału komórek. Podczas mitozy wytwarzane są komórki, które są genetycznie identyczne z rodzicem lub klonami. Służy do rozmnażania bezpłciowego, wzrostu organizmów wielokomórkowych oraz do naprawy i wymiany uszkodzonych tkanek. Mejoza jest podziałem komórkowym wykorzystywanym do produkcji komórek do rozmnażania płciowego. Mitoza występuje we wszystkich komórkach, podczas gdy mejoza występuje tylko w narządach płciowych organizmu, np. W jądrach i jajnikach ssaków lub jajnikach i pylnikach roślin kwitnących.
Zarówno mitoza, jak i mejoza są procesami ciągłymi, ale każdy z nich jest opisany jako seria etapów. Podczas mitozy występują cztery etapy - profaza, metafaza, anafaza i telofaza, które występują w tej kolejności. Mejoza ma dwa podziały, mejoza I i mejoza II, z których każdy składa się z tych samych czterech etapów co mitoza. Dla obu procesów istnieje jeszcze jeden etap, zwany interfazą. Interfaza występuje przed etapami podziału i wtedy komórki rosną i przygotowują się do podziału poprzez replikację DNA.
Wszystkie komórki mają cykl komórkowy, który rozpoczyna się, gdy zostały wyprodukowane w wyniku podziału komórek, a kończy, gdy dzielą się, tworząc identyczne komórki. Mitoza to okres podziału komórek, a reszta cyklu komórkowego to interfaza. Interfaza jest powszechnie określana jako faza spoczynku, ale jest to czas dużej aktywności komórkowej. Podczas tej fazy komórka rośnie i wytwarza organelle i białka. DNA w jądrze jest replikowane w ramach przygotowań do mitozy i nadal rośnie i produkuje duplikaty organelli.
Podczas profazy chromosomy w jądrze stają się krótsze i grubsze, kondensują i stają się widoczne. Wydaje się, że każdy chromosom ma dwie chromatydy, które są połączone centromerem. Centriole tworzą się i przesuwają na przeciwległe końce komórek, gdzie rozwijają się mikrotubule, tworząc strukturę w kształcie gwiazdy zwaną aster. Niektóre mikrotubule lub włókna wrzeciona przechodzą przez komórkę od końca do końca, tworząc wrzeciono. Wreszcie jąderko i błona jądrowa rozpadają się, więc chromosomy swobodnie unoszą się w cytoplazmie.
Kolejnym etapem podziału po profazie jest metafaza. Na tym etapie chromosomy ustawiają się w linii wzdłuż środka komórki. Każdy z chromosomów jest przymocowany do włókna wrzeciona w ich centromerze. Chromidyny są następnie lekko rozsuwane z powodu skurczu mikrotubul. Anafaza, a następnie telofaza następują po metafazie.
Podczas anafazy włókna wrzeciona są całkowicie skurczone, więc oddzielne chromatydy każdego chromosomu są ciągnięte po obu stronach komórki. Gdy chromatydy dotrą do biegunów komórki, wokół nich tworzy się nowa błona jądrowa, wskazując początek telofazy. Włókna wrzeciona rozpadają się, chromosomy rozwijają się i wydłużają, jądro reformuje się, a na koniec komórka dzieli się na dwie części, kończąc podział mitotyczny.
Mejoza jest podobna do mitozy, ale zachodzą dwa podziały. Polega ona na podziale chromosomów, po którym następują dwa podziały jądra i komórki. Mejoza I różni się od mitozy podczas profazy, ale mejoza II jest typowym podziałem mitotycznym, jak opisano powyżej. Końcowym rezultatem mejozy są cztery nowe komórki, które mają połowę informacji genetycznej komórki macierzystej.
Kluczowa różnica w mejozie I występuje podczas profazy I, gdy pary chromosomów łączą się tworząc dwuwartościowy zamiast każdego chromosomu tworzącego chromatyd. Podczas metafazy I biwalenty losowo ustawiają się wzdłuż środka komórki, która ma zostać rozdzielona. Ta losowa orientacja prowadzi do zwiększonej różnorodności genetycznej. Każdy chromosom pary ma geny, które określają te same cechy, ale nie zawsze są to ten sam gen. Losowy rozkład i następujący po nim niezależny asortyment chromosomów tworzy nowe kombinacje genetyczne w komórkach.
Chromosomy są przyciągane do przeciwległych końców komórki podczas anafazy I, a błona jądrowa tworzy się wokół nich w telofazie I. Powstałe dwie komórki mają teraz o połowę mniej materiału genetycznego niż komórka rodzicielska. Mejoza II przebiega tak samo jak mitoza, gdzie chromosomy tworzą parę chromatyd połączonych centromerem. Ustawiają się w linii wzdłuż środka komórki i są przyciągane przez swoje centromery do przeciwległych końców komórki. Gdy dotrą do biegunów, podział komórek kończy się, w wyniku czego powstają cztery nowe komórki, każda z połową materiału genetycznego oryginalnej komórki.