Metafase: función, tareas, rol y enfermedades

La división nuclear (mitosis) de células de organismos eucariotas con replicación del ADN se puede dividir en cuatro fases principales. La segunda fase principal se llama metafase, durante la cual cromosomas contraerse en un patrón en espiral y posicionarse en el plano ecuatorial a distancias aproximadamente iguales de ambos polos opuestos. Las fibras del huso, partiendo de ambos polos, están conectadas a los centrómeros del cromosomas.

¿Qué es la metafase?

La metafase es la segunda de las cuatro fases principales en las que se puede dividir la división nuclear de las células eucariotas, llamada mitosis. Durante la metafase, la disposición de cromosomas en el llamado plano ecuatorial o placa de metafase es característico. Cada cromosoma individual consta de cuatro cromátidas, dos de las cuales son "idénticas en construcción". Las cromátidas inicialmente todavía se mantienen unidas por su centrómero común. Se forman pequeñas estructuras de proteínas en los centrómeros a los que se unen las fibras de los polos del huso para tirar de las cromátidas hermanas hacia los respectivos polos opuestos. La separación de las cromátidas ya pertenece a la anafase, que sigue a la metafase. Durante la metafase, se están llevando a cabo todos los preparativos necesarios para separar las cromátidas de los centrómeros con el fin de atraerlos hacia los polos. Solo cuando todos los centrómeros están conectados a las fibras polares o microtúbulos correspondientes, se liberan los enlaces de las cromátidas en su centrómero para que pueda comenzar su envío al polo respectivo.

Función y tarea

En el cuerpo humano, existe una necesidad constante de crecimiento basado en la proliferación celular, que generalmente sigue el principio de división celular. En las células nucleadas de organismos unicelulares y multicelulares (eucariotas), las divisiones implican la división del citoplasma y sus núcleos. Las dos células hijas resultantes de la división también son idénticas en sus conjuntos de cromosomas diploides a la respectiva "célula madre", de modo que el crecimiento de ciertos tejidos en el cuerpo sobre la base de la división celular no sexual es teóricamente ilimitado, siempre que el El proceso de división no es interrumpido ni terminado por sustancias inhibidoras del crecimiento. También asociado con el proceso de división celular está el proceso de división nuclear conocido como mitosis. Dentro de la mitosis, la segunda de un total de cuatro fases principales se llama metafase. Es un eslabón de la cadena importante dentro del proceso de división nuclear. La metafase es importante para colocar las cromátidas del doble juego de cromosomas en el plano ecuatorial o metaplaca de tal manera que puedan ser empujadas hacia los dos polos por los filamentos de microtúbulos en la anafase subsiguiente. Una función particularmente importante de la metafase es verificar (punto de control) y monitorear las fibras del huso (microtúbulos) que se extienden desde los polos. Debe asegurarse que los microtúbulos estén conectados al centrómero "correcto" en cada caso. Esto es para asegurar que los dos conjuntos de cromosomas que se agrupan en los polos durante la siguiente anafase sean absolutamente idénticos. Esto solo se puede lograr teniendo una cromátida de un cromosoma en cada uno de los dos polos después de que se haya producido la división nuclear. Si, por ejemplo, dos cromátidas hermanas idénticas estuvieran ubicadas en uno de los dos polos y faltasen en el otro polo, habría perturbaciones considerables con la imposibilidad de un mayor crecimiento celular o un crecimiento desenfrenado. En el caso de las células parenquimatosas, se produciría una pérdida de la capacidad funcional específica de las células.

Enfermedades y trastornos

La mitosis representa un proceso muy complejo que, dentro de la replicación de las cadenas de ADN y el de cromátidas a los dos polos, conlleva el riesgo de errores con consecuencias a veces de gran alcance. Por ejemplo, la unión "incorrecta" de los microtúbulos a los cinetocoros de los centrómeros puede ocurrir con relativa frecuencia. Por ejemplo, ciertos cinetocoros pueden permanecer libres, es decir, no conectados a un microtúbulo, o ambas cromátidas pueden estar conectadas en sus centrómeros a microtúbulos del mismo polo. En la comprobación de la unión "correcta" y completa de los microtúbulos a los cinetocoros se encuentra una de las funciones más importantes de la metafase. Los cromosomas en anafase normalmente no se liberan hasta que el control de las fibras del huso es exitoso y todos los cinetocoros señalan una unión correcta. proteínas que suprimen la transición a anafase o se cobran si la adherencia no se corresponde con el punto de ajuste. El proceso es algo comparable a una parada en boxes en una carrera de Fórmula 1, cuando los cuatro mecánicos tienen que informar de una parada completa después de cambiar el volante antes de que el piloto de Fórmula 1 pueda despegar de nuevo. Otro problema importante surge cuando se producen errores durante la división de las hebras de ADN. Esto puede Lead a una pérdida de función de las células y a mitosis continuas, rápidas o lentas, que ya no responden a los inhibidores endógenos del crecimiento. El crecimiento desinhibido caracteriza a los tumores benignos (benignos) o malignos (malignos). Pueden surgir más problemas de la metilación del ADN. Durante la división de las cadenas de ADN, la actividad de las metiltransferasas de ADN puede Lead a la adición de grupos metilo (-CH3) al ADN. El proceso no corresponde a un genoma mutación en el sentido convencional, pero corresponde a un cambio epigenético en el gen afectado. La "genoma metilación ”generalmente conduce a cambios fenotípicamente reconocibles en el individuo afectado y generalmente se transmite a las siguientes generaciones de células, similar a una herencia. No se ha explorado adecuadamente hasta qué punto el desarrollo de tumores benignos y malignos y la metilación del ADN pueden atribuirse a procesos dentro de la metafase.