معلومة

هل الغلاف النووي موجود في G1 من الطور البيني؟

هل الغلاف النووي موجود في G1 من الطور البيني؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل الغلاف النووي موجود في G1 للطور البيني للخلية حقيقية النواة؟ إذا كان الأمر كذلك ، فكيف يمكن لطريقة مثل تعداء الكالسيوم بوساطة الحصول على الحمض النووي عبر الغلاف النووي؟


للإجابة على سؤال حول الغلاف النووي في المرحلة G1 ، نعم ، إنه موجود. يتم إصلاح الغلاف النووي في نهاية Telophase بعد أن يتم تفكيك نسختين من الحمض النووي ، ولكن قبل أن يتم فصل الخليتين الوليدين عن طريق التحريك الخلوي. يمكننا أن نرى الغلاف النووي الجديد في هذه الصور:

صورة من هنا

النوى مرئية بالقرب من نهاية الحركية الخلوية ، ولا يزال الجسيم المركزي مرئيًا. صورة من هنا.

بالنسبة لكيفية دخول الحمض النووي إلى النواة بدون انقسام خلوي ، فليس لدي إجابة جيدة ولست متأكدًا من أن أي شخص يفعل ذلك الآن. يعتبر الغلاف النووي عائقًا رئيسيًا أمام توصيل الجينات غير الفيروسية.


آليات نمو الصفيحة النووية في الطور البيني

تمثل الصفيحة النووية منصة متعددة الوظائف تشارك في مثل هذه العمليات المتنوعة والمترابطة مثل التنظيم المكاني للجينوم ، والحفاظ على الاستقرار الميكانيكي للنواة ، وتنظيم النسخ والتكرار. تتم معظم أنشطة الصفيحة من خلال ربط مجالات الكروماتين المرتبطة بالصفيحة (LADs) بالمحيط النووي. ومع ذلك ، فإن الصفيحة عبارة عن بنية ديناميكية تُظهر توسعًا كبيرًا خلال دورة الخلية لاستيعاب العدد المتزايد من LADs التي تشكلت أثناء تكرار الحمض النووي. قمنا بتحليل ديناميات النمو النووي أثناء الطور البيني والتغيرات في بنية الصفيحة كدالة لتقدم دورة الخلية. تُظهر الصفيحة النووية نموًا ثابتًا من G1 حتى G2 ، بينما أظهر التحليل الكمي لشبكة الصفيحة الشبكية بواسطة الفحص المجهري فائق الدقة أنه يتم الحفاظ على تنظيم النطاق الصغير للصفيحة ، مع الحفاظ على دورية النطاق الدقيق lamin A و lamin B و أحجام الفجوة بين المجالات دون تغيير. في المقابل ، أظهر تحليل FRAP اختلافات في معدلات تبادل lamin A و B1 ، حيث أظهر الأخير معدل استرداد أعلى في خلايا المرحلة S. من أجل مزيد من التحليل لآلية نمو الصفيحة في الطور البيني ، أنشأنا غلافًا نوويًا خالٍ من الصفيحة في خلايا الطور البيني الحية عن طريق صدمة ناقصة التوتر عكوسة. افتقر الغلاف النووي في البراعم النووية بعد مثل هذا العلاج في البداية إلى اللامينات ، وكشف تحليل تكوين الصفيحة عن اختلاف مذهل في تجميع lamin A و B1: أعيد تجميع lamin A في غضون 30 دقيقة بعد المعالجة ، في حين لم يتم دمج lamin B1 في التكوين الجديد الصفيحة على الإطلاق. نقترح أنه في الخلايا الجسدية يتم تنسيق نمو شبكة اللامين B1 مع تكرار LADs ، ويبدو أن تجميع شبكة lamin A هو عملية مستقلة عن الكروماتين.

الكلمات الدالة: دورة الخلية تكرار الحمض النووي الطور البيني Microdomains نواة الصفيحة النووية.


الطور الأول

في المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي ، تحدث الأحداث التالية:

  • تتكثف الكروموسومات وتلتصق بالغلاف النووي.
  • يحدث Synapsis (يصطف زوج من الكروموسومات المتجانسة معًا بشكل وثيق) ويتم تكوين رباعي. يتكون كل رباعي من أربعة كروماتيدات.قد يحدث عبر العبور.
  • تتكاثف الكروموسومات وتنفصل عن الغلاف النووي.
  • على غرار الانقسام الفتيلي ، تهاجر المريكزات بعيدًا عن بعضها البعض ويتفكك كل من الغلاف النووي والنواة.
  • وبالمثل ، تبدأ الكروموسومات في الهجرة إلى لوحة الطور.

في نهاية المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي ، تدخل الخلية في الطور الأول.


المجالات النووية

نواة خلية الثدييات هي عضية مرتبطة بالغشاء تحتوي على الآلية الضرورية للتعبير الجيني. على الرغم من أن الدراسات المبكرة أشارت إلى وجود القليل من التنظيم داخل هذا القسم ، إلا أن المزيد من الدراسات المعاصرة قد حددت عددًا متزايدًا من المجالات المتخصصة أو العضيات شبه النووية داخل النواة (Lamond and Earnshaw، 1998EF7 Spector، 1993EF15). في بعض الحالات ، ثبت أن هذه المجالات هي هياكل ديناميكية ، بالإضافة إلى حدوث تبادل سريع للبروتين بين العديد من المجالات والنيوكليوبلازم (ميستيلي ، 2001EF10). تبذل العديد من المختبرات حاليًا جهودًا مكثفة لتحديد الوظيفة (الوظائف) البيولوجية المرتبطة بكل مجال. يقدم الملصق المصاحب لمحة عامة عن المجالات النووية التي يتم ملاحظتها بشكل شائع

النواة يحدها أ المغلف النووي، وهو هيكل مزدوج الغشاء ، يكون الغشاء الخارجي منه ملاصقًا للشبكة الإندوبلازمية الخشنة وغالبًا ما يكون مرصعًا بالريبوسومات. يتم دمج الأغشية النووية الداخلية والخارجية معًا في أماكن متكونة المسام النوويةالتي تعمل في عبور المواد بين النواة والسيتوبلازم (Stoffler et al. ، 1999EF16). ثبت أن مجمع المسام النووي يحتوي على بنية أساسية رائعة ، حيث تمتد سلة إلى داخل النواة. ال الصفيحة النووية المحيطية يقع داخل الغلاف النووي ويتكون من اللامينات A / C و B ويعتقد أنه يلعب دورًا في تنظيم بنية الغلاف النووي وترسيخ كروماتين الطور البيني في المحيط النووي. توجد أيضًا بقع داخلية من بروتين اللامين في النيوكليوبلازم (Moir et al. ، 2000EF11). يصور الكارتون الكثير من الغلاف النووي / الصفيحة الطرفية على أنها شفافة ، بحيث يمكن ملاحظة الهياكل الداخلية بسهولة أكبر.

داخل النواة ، يتم ترتيب الكروموسومات في مناطق الكروموسوم، ويعتقد أن الجينات النشطة موجودة في جميع أنحاء سطح الأراضي غير المكدسة (Cremer et al. ، 2000EF1). لا يبدو أن المتماثلات متزاوجة في نوى الثدييات البينية. في بعض أنواع الخلايا ، هناك نطاق منالهيتروكروماتين (الكروماتين غير النشط) يُلاحظ داخليًا فقط في الصفيحة النووية ومرتبطًا بها. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت أيضًا كميات متفاوتة من الهيتروكروماتين في المزيد من المناطق النووية الداخلية. الهيئات PcG التي تحتوي على بروتينات مجموعة polycomb (أي RING1 و BMI1 و hPc2) قد لوحظ أنها مرتبطة بالكروماتين المتغاير حول المركز (Saurin et al. ، 1998EF13). تختلف هذه المجالات من حيث العدد (من مائتين إلى عدة مئات) والحجم (0.2-1.5 ميكرومتر) وتكوين البروتين. من غير الواضح حاليًا ما إذا كانت هذه المجالات عبارة عن مقصورات تخزين أم أنها متورطة بشكل مباشر في إسكات الصوت.

يتم ترجمة عوامل الربط قبل الرنا المرسال في نمط 25-50 البقع النووية فضلا عن كونها موزعة بشكل منتشر في جميع أنحاء النواة (سبيكتور ، 1993EF15). تتوافق العديد من البقع الكبيرة مع مجموعات الحبيبات بين الكروماتين (IGCs). يبلغ قطر هذه المجموعات 0.8-1.8 ميكرون وتتكون من جزيئات قطرها 20-25 نانومتر والتي تبدو متصلة في بعض الأماكن. تم اقتراح IGCs للمشاركة في تجميع و / أو تعديل عوامل الربط السابقة للـ mRNA. البقع النووية عبارة عن هياكل ديناميكية ، ويتم تجنيد العوامل منها إلى مواقع النسخ (ألياف بيريكروماتين). مواقع النسخلوحظ في جميع أنحاء البلازما النووية ، بما في ذلك محيط IGCs ، مثل عدة آلاف من البؤر. بالإضافة إلى توزيعها بشكل منتشر ، فقد ثبت أيضًا أن العديد من عوامل النسخ تتركز في واحد إلى ثلاث حجرات تسمى يختار، يقرر (أكتوبر 1 / PTF / النسخ) المجالات. يبلغ قطر هذه المجالات 1.0-1.5 ميكرومتر وتحتوي أيضًا على نسخ ناشئة بالإضافة إلى عوامل النسخ الأخرى ، ولكنها تحتوي على عدد قليل ، إن وجد ، من العوامل المشاركة في معالجة الحمض النووي الريبي (Grande et al. ، 1997EF4 Pombo et al. ، 1998EF12). يظهر مجال OPT في المرحلة G1 ، عندما يتواجد غالبًا بجوار النوى ، ويختفي خلال المرحلة S. وظيفتها غير معروفة.

في العديد من أنواع الخلايا ، يتم أيضًا ترجمة عوامل الربط السابقة للـ mRNA في 1-10أجسام كاجال، والتي كانت تسمى سابقًا الأجسام الملفوفة (Gall ، 2000EF3). يبلغ قطر هذه الأجسام النووية الديناميكية 0.2-1.0 ميكرومتر ويعتقد أنها تلعب دورًا في التكاثر الحيوي snRNP وفي تهريب snRNPs و snoRNPs. Spliceosomal U1 و U2 و U4 / U6 و U5 snRNPs ، بالإضافة إلى U7 snRNP المشاركة في معالجة هيستون 3′-end ، و U3 و U8 snoRNPs المشاركة في معالجة pre-rRNA ، وكلها مترجمة إلى هذا الهيكل. تم اقتراح أن هذه العوامل تتحرك عبر جسم Cajal في طريقها إلى البقع النووية (snRNPs) أو النوى (snoRNPs). بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن جسم Cajal يرتبط بمواقع هيستون بالإضافة إلى مجموعات الجينات U1 و U2 و U3 (ماتيرا ، 1999EF8).

الجواهر (الجوزاء من أجسام Cajal) توجد في النيوكليوبلازم وتتزامن مع أجسام كاجال أو مجاورة لها ، اعتمادًا على خط الخلية الذي تم فحصه ، وقد تميزت بوجود منتج جيني للخلايا العصبية الحركية (SMN) وما يرتبط بها العامل ، Gemin2 (ماتيرا ، 1999EF8). تم تضمين التجمع السيتوبلازمي لـ SMN و Gemin2 في تجميع snRNPs ، وقد يلعب المجمع النووي دورًا إضافيًا في نضوج snRNP. ومن المثير للاهتمام أن ضمور العضلات الشوكي ، وهو مرض تنكسي عصبي حركي ، ينتج عن انخفاض مستويات بروتين SMN أو حدوث طفرة فيه.

العديد من العوامل المتضمنة بشكل خاص في خطوات الانقسام و polyadidylation للمعالجة السابقة لـ mRNA (مثل CstF و CPSF) لها نمط توزيع منتشر في النواة بالإضافة إلى أنها تتركز في 1-4 بؤر ، كل 0.3-1.0 ميكرومتر في القطر ، تسمى أجسام الانقسام (شول وآخرون ، 1996EF14). تتداخل هذه الهياكل إما مع أجسام كاجال أو تكون موضعية بجوارها. تحتوي المجموعة الفرعية من أجسام الانقسام التي لا تتداخل مع أجسام كاجال على الحمض النووي الريبي المركب حديثًا.

ال النواة هو موقع تخليق الرنا الريباسي ومعالجة الرنا الريباسي وتجميع الوحدات الفرعية الريبوزومية (سبيكتور ، 1993EF15) وربما يكون الحيز النووي الداخلي الأكثر وضوحًا. تحتوي معظم خلايا الثدييات على 1-5 نوى ، قطر كل منها 0.5-5.0 ميكرومتر. يتم تمييز النواة إلى ثلاث مناطق يمكن تحديدها بوضوح. المراكز الليفية (تظهر على شكل أشكال بيضاوية خضراء داخل النواة) هي مناطق يُعتقد أنها تعادل الطور البيني لمناطق التنظيم النووي (NORs) للكروموسومات. تحتوي الخلايا البشرية على ما يقرب من 250 نسخة من الحمض النووي الريبي الموجود في NORs على خمسة أزواج مختلفة من الكروموسومات. يُعتقد أن نسخ ومعالجة الرنا الريباسي يحدث داخل المكون الليفي الكثيف (كما هو موضح بالشبكة الزرقاء) ، وهي منطقة تحيط وفي بعض الحالات تمتد بين المراكز الليفية. تتكون المنطقة الحبيبية (الموضحة على شكل حبيبات خضراء) للنواة من جسيمات ما قبل الريبوسوم في مراحل مختلفة من النضج ، بالإضافة إلى الوحدات الفرعية الريبوسومية الكبيرة والصغيرة.

ال حجرة حول النواة (PNC) و الجسم النووي SAM68 (Huang، 2000EF5) تم تحديدها على أنها هياكل فريدة مرتبطة بسطح النوى ويعتقد أنها تلعب دورًا في استقلاب الحمض النووي الريبي. وهي تتراوح في الحجم من 0.25-1.0 ميكرومتر في القطر ، و1-10 لوحظت في كل نواة. يحتوي PNC على سلسلة من RNAs الصغيرة التي تم نسخها بواسطة RNA polymerase III والعديد من البروتينات المرتبطة بـ RNA ، بما في ذلك بروتين ربط البولي بيريميدين (PTB). تحتوي الأجسام النووية SAM68 على أعضاء من مجموعة من البروتينات المرتبطة بالـ RNA والتي تحتوي على مجال GSG ، يُطلق عليه أيضًا مجال STAR (نقل الإشارة وتنشيط RNA) ، وهو عبارة عن تسلسل مكون من 100 بقايا متجانسة للغاية مع مجال KH الموجود في hnRNP K على الرغم من أن وظائف الأجسام النووية PNC و SAM68 غير معروفة ، إلا أن كلا هذين التركيبين موجودان في الغالب في الخلايا السرطانية ، ونادرًا ما يتم ملاحظتهما في الخلايا الأولية.

أجسام PML (Maul et al. ، 2000EF9) تختلف في الحجم من 0.3 ميكرومتر إلى 1.0 ميكرومتر في القطر ، وتحتوي نواة الثدييات النموذجية على 10-30 من هذه الهياكل. تم استدعاء أجسام PML أيضًا ND10 و PODs (مجالات PML المسرطنة) وأجسام Kr. بالإضافة إلى بروتين PML ، تم ترجمة العديد من البروتينات الأخرى ، بما في ذلك Sp100 و SUMO1 و HAUSP و CBP ، إلى هذا المجال النووي بالإضافة إلى توزيعها بشكل منتشر في النيوكليوبلازم. تم اقتراح أجسام PML للعب دور في جوانب تنظيم النسخ ويبدو أنها أهداف للعدوى الفيروسية. ومن المثير للاهتمام ، أن الأفراد الذين يعانون من ابيضاض الدم النخاعي الحاد (APL) لديهم انتقال (15،17) ، حيث PML يندمج الجين في الجين الذي يشفر مستقبلات حمض α-retinoic ، مما يؤدي إلى إنتاج بروتين الاندماج. تظهر الخلايا من هؤلاء الأفراد تفككًا لأجسام PML إلى عدد كبير من المجالات الأصغر ، المنتشرة في جميع أنحاء البلازما النووية. يؤدي العلاج بحمض الريتينويك ، الذي يؤدي إلى عودة هؤلاء الأفراد إلى حالة الهدوء ، أيضًا إلى إعادة تشكيل أجسام الـ PML النموذجية.

بالإضافة إلى المجالات المذكورة أعلاه التي لوحظت بشكل عام في نوى الثدييات ، تم أيضًا الإبلاغ عن مجالات أخرى خاصة بنوع الخلية أو الحالة الفسيولوجية. على سبيل المثال ، تمت ملاحظة الأجسام النووية GATA-1 التي تحتوي على عوامل نسخ GATA في الخلايا المكونة للدم في الفئران (Elefanty et al. ، 1996EF2). ومع ذلك ، فإن هذه المجالات ليست نشطة في النسخ. تم ملاحظة بؤر HSF1 التي تحتوي على عامل النسخ ، عامل الصدمة الحرارية 1 ، في نوى الخلايا التي تعرضت لصدمة حرارية ، ولكن هذه المجالات لا تتطابق مع HSP70 أو HSP90 مواقع النسخ (جولي وآخرون ، 1997EF6).

يوفر النص أعلاه أسطورة موسعة للملصق المصاحب ، ولا يُقصد به أن يكون بمثابة مراجعة لأوراق البحث الأولية ، وبالتالي لم يتم الاستشهاد هنا بالكثير من الأدبيات الأولية. يتم تشجيع القراء على الوصول إلى المراجعات المذكورة من أجل تحديد أوراق البحث الأولية على هيئات نووية معينة. أشكر Jim Duffy على مهاراته الفنية المتميزة في تطوير الرسوم المتحركة ، والأفراد التالية أسماؤهم الذين قدموا صورًا فلورية مناعية لهذا الملصق: Mark Frey و Greg Matera (Cajal body and Gem) ، Paul Mintz (RNA polymerase transcription factor ، nucleoli ، peripheral الصفيحة النووية ، المقصورة حول النواة ، جسم PML ، البقع النووية) ، آنا بومبو (مجال الأراضي الفلسطينية المحتلة) ، ستيفان ريتشارد (الجسم النووي Sam68) ، توماس ريد وإيفلين شروك (إقليم الكروموسوم). بالإضافة إلى ذلك ، أشكر إيديث هيرد وجريج ماتيرا وأعضاء مختبري على رؤيتهم الثاقبة ومناقشاتهم المفيدة. يتم تمويل البحث في مختبري بواسطة NIH / NIGMS 42694-12.


دورة الخلية ، الانقسام والانقسام الاختزالي لأمبير

هل تعتقد أن لديك الكثير من الأعمال المنزلية؟ تخضع أجسامنا بلا كلل لانقسام الخلايا ، لتحل محل خلايا الجلد التي نتخلص منها باستمرار للتأكد من أننا لا نختفي وسط الدخان. هناك نوعان من الانقسام الخلوي - الانقسام ، الذي ينتج خلايا متطابقة وراثيا للنمو والإصلاح ، والانقسام الاختزالي الذي ينتج خلايا فريدة وراثيا للتكاثر الجنسي.

الانقسام الخيطي ودورة الخلية

الانقسام المتساوي هو نوع من انقسام الخلايا حيث تنتج الخلايا نسخًا متطابقة من نفسها ويتم استخدامها النمو والإصلاح و التكاثر اللاجنسي. إنه يختلف عن الانقسام الاختزالي، وهو نوع الانقسام الخلوي المستخدم في الإنتاج الأمشاج.

يحدث الانقسام الخيطي كجزء من دورة الخلية التي تتكون من أربع مراحل متميزة. أولا، الطور البيني تتكون من ثلاث مراحل نمو (تسمى ش 1 مرحلة، س المرحلة و G2 المرحلة) ، تليها الانقسام المتساوي.

فجوة المرحلة 1 (G1) - تنمو الخلية أكبر و يتكرر إنه العضيات. كمية كبيرة من تخليق البروتين من أجل بناء عضيات جديدة.

مرحلة التوليف (S) - الخلية يتكرر إنه الحمض النووي

فجوة المرحلة 2 (G2) - الخلية ازدياد مستمر حتى كل من العضيات لديك مكررة.

هنالك اثنان 'نقاط تفتيش' في دورة الخلية - واحدة قبل المرحلة S والأخرى مباشرة بعد المرحلة S. خلال نقاط التفتيش هذه ، تكون الخلية فحص الحمض النووي الخاص به ل أخطاء. هذا يقلل من فرص تكرار أي DNA متحور في الخلية المنسوخة.

مراحل الانقسام

يمكن تقسيم الانقسام المتساوي إلى سلسلة من المراحل اعتمادًا على ما يحدث مع الكروموسومات في الخلية. يمكنك استخدام الاختصار IPMAT لمساعدتك على تذكر الأمر.

الطور البيني - تستعد الخلية للانقسام من خلال النمو بشكل أكبر ، تكرار عضياتها و تخليق حمض نووي جديد (أنظر فوق). بمجرد أن يتكاثر الحمض النووي ، يتكون كل كروموسوم الآن من اثنين من أخت الكروماتيدات، متصل بهيكل يسمى السنترومير. ال الميتوكوندريا إنتاج المزيد ATP والتي ستوفر الطاقة لانقسام الخلايا.

الطور الأول - ال تتكثف الكروموسومات (تصبح أقصر وأكثر بدانة) و الغلاف النووي يتفكك. ال المريكزون الانتقال إلى أقطاب متقابلة للخلية والشكل ألياف المغزل.

الطورية - تصطف الكروموسومات على طول وسط من الخلية. أنهم نعلق على ألياف المغزل بواستطهم السنترومير.

طور - انشقاقات السنترومير و الكروماتيدات نكون سحبت إلى أقطاب متقابلة من الخلية.

Telophase و amp cytokinesis - مجموعتي الكروموسومات اللاكثافة (تصبح طويلة ورقيقة) و أ إصلاحات الغلاف النووي حولهم ، وتشكيل نواتين جديدتين. ينقسم السيتوبلازم (يظهر) ويقرص غشاء البلازما ليشكل خليتان جديدتان متطابقتان وراثيًا.

مؤشر الانقسام

ال مؤشر الانقسام هو مقياس لنسبة الخلايا التي تخضع للانقسام. قد يُطلب منك حسابها في الاختبار. للقيام بذلك ، تحتاج إلى حساب عدد الخلايا باستخدام الكروموسومات المرئية وقسم هذا على العدد الإجمالي للخلايا.

الانقسام الاختزالي

الانقسام الاختزالي هو نوع الانقسام الخلوي الذي ينتج الأمشاج ل التكاثر الجنسي. على عكس الانقسام ، تكون الخلايا الوليدة مختلفة وراثيا من الخلية الأصل وتحتوي فقط نصف عدد الكروموسومات (أي هم أحادي العدد). عندما ينضم اثنان من الأمشاج أحادي العدد أثناء الإخصاب ، أ ثنائي الصيغة الصبغية خلية تسمى أ اللاقحة لقد تكون. يتضمن الانقسام الاختزالي جولتين من انقسام الخلايا التي يشار إليها باسم أنا و الانقسام الاختزالي الثاني. يحدث في المراحل التالية:

الطور البيني: ال نسخ الحمض النووي لذلك هناك الآن نسختان متطابقتان من كل كروموسوم (يشار إليها باسم الكروماتيدات).

الطور الأول: الكروماتيدات تكثف وترتيب أنفسهم فيها أزواج متجانسة (تسمى ثنائية التكافؤ). تقفز فوق. أو تجاوزت يحدث (انظر أدناه). ال الغلاف النووي يتفكك و تتشكل ألياف المغزل.

الطور الأول: تصطف الكروموسومات المتجانسة على طول خط الاستواء و نعلق على ألياف المغزل بواسطة مراكزهم.

أنا طور أنا: الكروموسومات المتجانسة هي فصل

Telophase أنا: تصل الكروموسومات أقطاب متقابلة من الخلية. إصلاحات الغلاف النووي حول الكروموسومات. يظهر ينتج عنه تكوين خليتين ابنتيتين.

الطور الثاني: الكروموسومات تكثف, الغلاف النووي يتفكك و تتشكل ألياف المغزل.

الطور الثاني: الكروموسومات نعلق على ألياف المغزل بواسطة مراكزهم.

طور الثاني: الكروماتيدات الشقيقة فصل.

Telophase II: الكروماتيدات تصل أقطاب متقابلة من الخلية. إصلاحات الغلاف النووي و يظهر يأخذ الأماكن. أربع خلايا ابنة فريدة وراثيا يتم إنتاجها.

يزيد الانقسام الاختزالي الاختلاف الجيني

من وجهة نظر تطورية ، من المهم أن تنتج الكائنات ذرية تظهر نفس القدر التباين الوراثي بقدر الإمكان. تخيل لو أن بطة أم أنجبت مجموعة من فراخ البط التي كانت جميعها لديها جينات متشابهة جدًا - فهذه فراخ البط ستكون جميعها ضعيف بنفس القدر لنفس الأمراض والتهديدات الأخرى لبقائهم على قيد الحياة. يزيد الانقسام الاختزالي من التباين الجيني بطريقتين - تقفز فوق. أو تجاوزت و تشكيلة مستقلة.

تقفز فوق. أو تجاوزت

خلال المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي ، تحدث عملية تسمى العبور. هذا عندما صبغيات متشابهة التحرك نحو بعضها البعض و تبادل المواد الجينية. عندما يجتمع زوج الكروموسومات معًا ، نسمي هذا a ثنائي التكافؤ. يصبح كروماتيد من كروموسوم الأم ملتويًا حول كروموسوم الأب ويتصلان من خلال بنية تسمى شياسماتا. قطع الكروموسومات تبادل وتنفصل الكروماتيدات ، وتشكل الكروموسومات معها مجموعات مختلفة من الأليلات.

تشكيلة مستقلة

يعتمد على ترتيب التي تصطف فيها الكروموسومات على طول خط الاستواء خلال الخلية الطورية, مجموعات مختلفة من الكروموسومات سينتهي بها الأمر في كل مشيج. الطريقة التي تصطف بها الكروموسومات على ألياف المغزل هي تمامًا عشوائي، مما أدى إلى عدد كبير من الاحتمالات لتوليفات الكروموسومات في الأمشاج.

الجزء الداخلي من المعدة شديد الحموضة بسبب وجود حمض الهيدروكلوريك في عصارات المعدة. لمنع المعدة من هضم نفسها تمامًا ، يتعين على معدتنا أن تصنع بطانة جديدة بالكامل على أساس يومي من خلال الخضوع للانقسام المستمر.


التنظيم عند نقاط التفتيش الداخلية

من الضروري أن تكون الخلايا الوليدة نسخًا طبق الأصل من الخلية الأم. تؤدي الأخطاء في تكرار أو توزيع الكروموسومات إلى حدوث طفرات قد تنتقل إلى كل خلية جديدة تنتج من الخلية غير الطبيعية. لمنع الخلية المخترقة من الاستمرار في الانقسام ، توجد آليات تحكم داخلية تعمل عند ثلاث نقاط تفتيش رئيسية لدورة الخلية يمكن عندها إيقاف دورة الخلية حتى تكون الظروف مواتية. نقاط التفتيش هذه تحدث بالقرب من نهاية G1، في G2& ndashM الانتقال ، وأثناء الطور (الشكل 6.2.5).

الشكل 6.2.5: يتم التحكم في دورة الخلية عند ثلاث نقاط تفتيش. يتم تقييم سلامة الحمض النووي في G1 نقطة تفتيش. يتم تقييم ازدواجية الكروموسوم المناسبة في G2 نقطة تفتيش. يتم تقييم ارتباط كل kinetochore بألياف المغزل عند نقطة التفتيش M.

جي1 نقطة تفتيش

جي1 تحدد نقطة التفتيش ما إذا كانت جميع الشروط مواتية للمضي قدمًا في انقسام الخلية. جي1نقطة التفتيش ، التي تسمى أيضًا نقطة التقييد ، هي النقطة التي تلتزم عندها الخلية بشكل لا رجعة فيه بعملية انقسام الخلية. بالإضافة إلى الاحتياطيات الكافية وحجم الخلية ، هناك فحص للأضرار التي لحقت بالحمض النووي الجيني في G1 نقطة تفتيش. لن يتم إطلاق الخلية التي لا تفي بجميع المتطلبات في المرحلة S.

جي2 نقطة تفتيش

جي2 تمنع نقطة التفتيش الدخول إلى المرحلة الانقسامية إذا لم يتم استيفاء شروط معينة. كما هو الحال في G1يتم تقييم نقطة التفتيش وحجم الخلية واحتياطيات البروتين. ومع ذلك ، فإن أهم دور لـ G2نقطة التفتيش هي التأكد من أن جميع الكروموسومات قد تم تكرارها وأن الحمض النووي المتماثل لا يتلف.

نقطة تفتيش م

تحدث نقطة تفتيش M بالقرب من نهاية مرحلة الطور الرئيسي للانقسام الفتيلي. تُعرف نقطة تفتيش M أيضًا باسم نقطة تفتيش المغزل لأنها تحدد ما إذا كانت جميع الكروماتيدات الشقيقة متصلة بشكل صحيح بالأنابيب الدقيقة للمغزل. نظرًا لأن فصل الكروماتيدات الشقيقة أثناء الطور هو خطوة لا رجعة فيها ، فلن تستمر الدورة حتى يتم تثبيت الحركات الحركية لكل زوج من الكروماتيدات الشقيقة بقوة على ألياف المغزل الناشئة من أقطاب متقابلة للخلية.

شاهد ما يحدث في G1، جي2، و M من خلال زيارة هذه الرسوم المتحركة لدورة الخلية.


التنظيم الجيني للنواة

هناك العديد من السمات المشتركة في التركيب الجيني لمعظم الكائنات الحية. الأول هو الحمض النووي مزدوج الشريطة. كل خيط من هذا الجزيء عبارة عن سلسلة من النيوكليوتيدات ، ويتكون كل نيوكليوتيد من مركب فوسفات السكر مرتبط بواحدة من أربع قواعد تحتوي على النيتروجين. ترتبط مركبات فوسفات السكر معًا لتشكيل العمود الفقري للحبلة. تنجذب كيميائيًا كل قاعدة من القواعد المعلقة على طول العمود الفقري إلى قاعدة مقابلة على الشريط المتوازي لجزيء الحمض النووي. ينضم هذا الاقتران الأساسي إلى خيطي الجزيء بقدر ما تنضم الدرجات إلى جانبي السلم ، ويؤدي الترابط الكيميائي لأزواج القاعدة إلى تحريف الخيوط المضاعفة إلى شكل حلزوني أو حلزوني.

قواعد النوكليوتيدات الأربعة هي الأدينين والسيتوزين والجوانين والثيمين. يتكون الحمض النووي من ملايين من هذه القواعد المدببة في مجموعة متنوعة غير محدودة على ما يبدو من التسلسلات. يتم احتواء المعلومات الجينية في تسلسل القواعد ، حيث يحدد كل تسلسل تسلسل الأحماض الأمينية المراد توصيلها بالبروتينات. يُطلق على تسلسل النوكليوتيدات الكافي لتشفير بروتين واحد الجين. تتناثر الجينات على طول جزيء الحمض النووي مع تسلسلات أخرى لا تشفر البروتينات. تنظم بعض هذه المناطق غير المترجمة المزعومة نشاط الجينات المجاورة ، على سبيل المثال ، عن طريق تحديد النقاط التي تبدأ عندها الإنزيمات وتتوقف عن نسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (RNA) (انظر أدناه التعبير الجيني من خلال RNA).


الطورية

  • عندما ينتهي الطور المسبق ويبدأ الطور الفوقي ، فإن الكروموسومات محاذاة على طول خط استواء الخلية.
  • يحتوي كل كروموسوم على اثنين على الأقل من الأنابيب الدقيقة الممتدة منه kinetochore - مع أنبوب دقيق واحد على الأقل متصل بكل قطب.
  • عند هذه النقطة ، يصبح التوتر داخل الخلية متوازنًا ، ولم تعد الكروموسومات تتحرك ذهابًا وإيابًا.
  • يمثل التفكك الكامل للغلاف النووي بداية المرحلة الثانية من الانقسام ، وبالتالي تنتشر الكروموسومات من خلال سيتوبلازم الخلية.
  • في هذه المرحلة ، يكتمل تكثف الكروموسومات ويمكن ملاحظتها بوضوح تحت المجهر. هذه إذن هي المرحلة التي يسهل فيها دراسة مورفولوجيا الكروموسومات.
  • في هذه المرحلة ، يتكون كروموسوم الطور الطوري من كروماتيدات شقيقتين ، والتي يتم تجميعها معًا بواسطة السنترومير. تسمى الهياكل الصغيرة على شكل قرص على سطح السنتروميرات kinetochores.
  • تعمل هذه الهياكل كمواقع لربط ألياف المغزل (التي تشكلها ألياف المغزل) بالكروموسومات التي يتم نقلها إلى موضعها في مركز الخلية.
  • ومن ثم ، فإن الطور الاستوائي يتميز بأن جميع الكروموسومات القادمة لتقع عند خط الاستواء مع كروماتيد واحد من كل كروموسوم متصل بواسطة kinetochore لألياف مغزل من قطب واحد وكروماتيد شقي متصل بواسطة kinetochore لألياف مغزل من القطب المقابل.
  • يشار إلى مستوى محاذاة الكروموسومات في الطور الطوري باسم لوحة الطور.

الملامح الرئيسية للطورية هي:

  • ترتبط ألياف المغزل بحركات الكروموسومات.
  • يتم نقل الكروموسومات إلى خط استواء المغزل وتصطف على طول لوحة الطور من خلال ألياف المغزل إلى كلا القطبين.

تؤثر ملحقات الظرف الكروموسوم النووي على مناطق الكروموسوم الطور البيني والتشابك

خلفية: من المعروف جيدًا أن كروماتين الطور البيني لحقيقيات النوى الأعلى يتم طيه إلى تكوينات غير عشوائية تشكل مناطق داخل النواة. تتمتع مناطق الكروموسوم بخصائص مهمة من الناحية البيولوجية ، ومن المهم فهم كيفية تغير هذه الخصائص مع مرور الوقت خلال عمر الخلية. تلعب تفاعلات المغلف الكروموسوم النووي (Chr-NE) دورًا في التنظيم اللاجيني لتكرار الحمض النووي وإصلاحه ونسخه. ومع ذلك ، فإن دورهم في الحفاظ على أراضي الكروموسوم لا يزال غير واضح.

نتائج: نحن نستخدم محاكاة الديناميكيات الجزيئية الخشنة لدراسة تأثيرات تفاعلات Chr-NE على ديناميكيات الكروموسومات داخل نموذج من نواة Drosophila melanogaster العادية (غير متعددة الخطوط) ، على نطاقات زمنية مماثلة لمدة الطور البيني. يحاكي النموذج ديناميكيات الكروموسومات التي يحدها NE. في البداية ، تم ترتيب الكروموسومات في النموذج مسبقًا في تكوينات شبيهة بالفركتلات مع معلمات فيزيائية مثل حجم النواة وطول ثبات الكروموسوم المأخوذة مباشرة من التجربة. يتم قياس التطور الزمني للعديد من الملحوظات الرئيسية التي تميز الكروموسومات خلال كل محاكاة: مناطق الكروموسوم ، وتشابك الكروموسومات ، والاكتناز ، ووجود ترتيب كروموسوم Rabl (المستقطب). وجدنا أن تفاعلات Chr-NE تساعد في الحفاظ على مناطق الكروموسوم عن طريق إبطاء وتقييد تشابك الكروموسوم في النطاقات الزمنية ذات الصلة بيولوجيًا ، ولكن ليس القضاء عليه. في الوقت نفسه ، فإن تفاعلات Chr-NE لها تأثير ضئيل على ترتيب كروموسوم Rabl وكذلك على كيفية تغير انضغاط الكروموسوم مع مرور الوقت. يتم ترشيد هذه النتائج من خلال حجج الأبعاد البسيطة ، القوية لنمذجة التفاصيل. جميع النتائج قوية بالنسبة للنشاط المحاكي لأيزوميراز التوبويزوميراز ، والذي قد يكون موجودًا في نواة خلية الطور البيني.

الاستنتاجات: توضح دراستنا أن مرفقات Chr-NE قد تساعد في الحفاظ على مناطق الكروموسوم ، مع إبطاء وتقييد تشابك الكروموسوم في النطاقات الزمنية ذات الصلة بيولوجيًا. ومع ذلك ، فإن ملحقات Chr-NE لها تأثير ضئيل على انضغاط الكروموسوم أو ترتيب كروموسوم Rabl.

الكلمات الدالة: أراضي الكروموسوم الكروماتين Drosophila melanogaster الغلاف النووي.


حركة الخلية وسلوكها

C. الألياف القريبة

أثناء الطور البيني ، ترتبط الأجسام القاعدية الناضجة ببعضها البعض بواسطة الألياف المخططة البعيدة المحتوية على سنترين وكذلك الألياف المخططة القريبة (الشكل 2.4). تكوين الألياف القريبة غير معروف. الجسم القاعدي الناضج وجسم البروباس متصلان ببعضهما البعض بواسطة ألياف 6 نانومتر (Gould ، 1975) ، لكن تركيبته غير معروفة مرة أخرى. في خلايا الثدييات ، يتم التوسط في ارتباط المريكزات في النهاية القريبة ببروتين يسمى rootletin (Bahe et al. ، 2005). وهو عبارة عن بروتين ملفوف ملفوف ويتم تنظيمه بواسطة Nek2 ، وهو كيناز يشبه NIMA. تسمح الفسفرة الخاصة به بفصل زوج المريكز. FA2 هو كيناز يشبه نيما المترجمة إلى الألياف القريبة في كلاميدوموناس (انظر الفصل 3). طفرات FA2 لها عيوب في تقدم دورة الخلية وفي شق ذاتي السوط (Finst et al. ، 1998).


شاهد الفيديو: الانقسام الميتوزي Mitosis (قد 2022).