Anaphaasi

Anaphaasin määritelmä

Anaphaasi on eukaryoottisen solun jakautumisen vaihe, jossa kromosomit jakautuvat solun vastakkaisiin napoihin. Anafaasia edeltävässä vaiheessa, metafaasissa, kromosomit vedetään solun keskellä sijaitsevalle metafaasilevylle. Vaikka kromosomit olivat voimakkaasti tiivistyneitä solunjakautumisen alussa, ne jatkavat tiivistymistään anafaasin ajan. Anafaasi alkaa sen jälkeen, kun solu on ohittanut karanmuodostuksen tarkistuspisteen, jolloin kromosomit eli kromatidit voivat erota toisistaan. Kun mikrotubulukset, jotka yhdistävät kromosomit sentrosomeihin, lyhenevät, kromosomeja vedetään kohti sentrosomia, kunnes ne muodostavat puoliympyrän sen ympärille. Solunjakautumisen seuraavassa vaiheessa, telofaasissa, solu uudistaa tuman ja valmistautuu jakautumaan.

Karanmuodostuksen tarkistuspiste tapahtuu ennen kuin anafaasi voi alkaa. Tämä solumekanismi varmistaa, että kaikki kromosomit ovat liittyneet mikrotubuluksiin ja ovat linjassa metafaasilevyllä. Kun tämä vaihe on tapahtunut, solu vapauttaa signaalin, joka synnyttää anafaasia edistävän kompleksin eli APC:n, aineen, joka käynnistää homologisten kromosomien tai sisarkromatidien jakautumisprosessin riippuen siitä, mikä solusykli on meneillään. Kuten alla olevassa kuvassa näkyy, APC hajottaa sekuriinia, estävää molekyyliä, joka pysäyttää separaasin toiminnan. Kun separaasi on vapautunut, se voi vaikuttaa kromatideja yhdessä pitäviin kohesiineihin. Kohesiinit ovat makromolekyylejä, jotka koostuvat useista proteiineista. Kun separaasi hajottaa nämä proteiinit, kromatidit irtoavat toisistaan. Meioosin ensimmäisessä jakautumisessa homologiset kromosomit pysyvät yhdessä kohesiinien avulla, jotka hajoavat anafaasi I:n aikana.

Mikrotubulukset pysyvät kiinnittyneinä kinetokoriin sen jälkeen, kun kohesiinit hajoavat. Tämän jälkeen kinetokoorin mikrotubulukset kutistuvat kohti sentrosomeja (ei kuvassa), mikä vetää kromosomit erilleen. Muut kuin kinetokoriin kuuluvat mikrotubulukset kasvavat vastakkaiseen suuntaan, jolloin solu laajenee ja kromatidit erkanevat edelleen toisistaan. Perinteisesti sisarkromatideja kutsutaan sisarkromosomeiksi, kun ne ovat eronneet toisistaan, koska ne sisältävät samaa tietoa ja toimivat itsenäisesti uusissa soluissaan. Kun kromosomit ovat täysin erkaantuneet toisistaan, muodostuu ydinkuori ja sytoplasma jakautuu solunjakautumisen viimeisissä vaiheissa.

Anaphaasi mitoosissa

Mitoosi on prosessi, jonka avulla solut valmistavat itsestään tarkkoja kopioita. Mitoosin avulla yhdestä vanhemmasta syntyy kaksi uutta tytärsolua, joista kumpikin on identtinen vanhemman kanssa. Ennen mitoosia DNA:ta sisältävät kromosomit monistetaan ja monistetut sisarkromatidit jäävät kiinni. Ennen anafaasia kromosomit tiivistyvät, mikrotubuluksista muodostuu karan kuituja ja kromosomit asettuvat metafaasilevylle. Sisaruskromatidit alkavat erota anafaasin alkaessa, kun separaasi alkaa rikkoa niitä yhteen sitovaa kohesiinia. Anafaasi päättyy, kun telofaasi ja sytokinesis alkavat, kun ydinkuori uudistuu ja kromosomit alkavat purkautua. Kun ne ovat irronneet ja solut ovat jakautuneet, ne voivat jälleen alkaa toimia itsenäisesti. Tämä merkitsee solunjakautumisen päättymistä ja interfaasin alkamista.

Anaphaasi meioosissa

Anaphaasi I

Meioosi koostuu kahdesta peräkkäisestä solunjakautumisesta, joiden välissä DNA:ta ei monisteta. Tämä tarkoittaa, että diploidinen organismi, joka sisältää kaksi alleelia kussakin geenissä, pelkistyy haploidiseksi organismiksi, jossa on vain yksi alleeli kussakin geenissä. Nämä alleelit erotetaan toisistaan anafaasi I:n aikana. Ennen meioosia DNA:ta monistetaan, jolloin syntyy jälleen sisarkromatideja, jotka on sidottu yhteen yksittäisiksi kromosomeiksi. Näissä kromosomeissa on homologisia pareja, jotka sisältävät kromosomissa olevien geenien toiset alleelit. Myös nämä kromosomit monistetaan sisarkromatideiksi. Meioosi I:n aikana homologiset kromosomit erotetaan toisistaan.

Homologiset kromosomit kiinnittyvät toisiinsa meioosin I:n profaasin aikana samanlaisten sisarkromatideja sitovien kohesiinimolekyylien avulla. Kun meioottinen kara asettuu metafaasi I:n aikana, solu varmistaa, että kukin homologinen pari kiinnittyy mikrotubuluksiin solun kummaltakin puolelta. Nämä mikrotubulukset vetävät sitten toisiaan vasten siirtääkseen homologiset parit metafaasilevylle. Sinä aikana, kun parit ovat kiinnittyneet, ne voivat vaihtaa geneettistä tietoa rekombinaatioksi kutsutussa prosessissa. Kun homologiset parit erkanevat toisistaan anafaasi I:n aikana, DNA-muunnokset päätyvät eri soluihin, mikä takaa populaation genetiikan vaihtelevuuden.

Anaphaasi II

Meioosi päättyy jokaisen uuden tyttärisolun toiseen jakautumiseen. Samat vaiheet tapahtuvat, tällä kertaa enemmän mitoosia muistuttavalla tavalla. Kromosomit, jotka edelleen koostuvat sisarkromatideista, kohdistuvat metafaasilevyllä, ja niiden on läpäistävä tarkistuspiste, jotta ne voivat siirtyä anafaasi II:een. Anafaasi II:n alkaessa sisarkromatidit erkanevat toisistaan, kun niitä sitova kohesiini vapautuu. Tämän jälkeen kromosomin kopiot erkanevat lopulliseen määränpäähänsä. Näistä uusista soluista syntyy sukusoluja, jotka voivat hedelmöittää vastakkaista sukupuolta olevan sukusolun tuottaakseen uuden jälkeläisen.

Jos anafaasi I:een tai anafaasi II:een johtavat solun tarkistuspisteet epäonnistuvat, lopputuloksena on, että lopullisessa sukusolussa on liian monta kromosomikopiota (tai monta). Tämä nondisjunktiona tunnettu tila voi johtaa kuolemaan johtaviin syntymävirheisiin ja muihin oireisiin monilla sukupuolisesti lisääntyvillä eläimillä. Ihmisillä näitä tiloja ovat Downin oireyhtymä, Edwardsin oireyhtymä, Klinefelterin oireyhtymä ja Turnerin oireyhtymä. Näihin oireyhtymiin liittyy erilaisia kehitysoireita, jotka luovat keskimääräisestä poikkeavia fenotyyppejä.

  • Nondisjunktio – Tila, joka aiheutuu siitä, että kromosomit eivät erotu toisistaan meioosin jommankumman jakauman aikana.
  • Sytokinesis – Mitoosin tai meioosin viimeinen vaihe, jossa solukalvo jakautuu.
  • Anafaasia edistävä kompleksi – Proteiineista, koentsyymeistä ja muista molekyyleistä koostuva järjestelmä, jonka avulla separaasi voi hajottaa kohesiinimolekyylejä, mikä johtaa kromosomien erottumiseen.
  • Kohesiini – Proteiinimolekyylit, jotka sitovat sisarkromatidit tai homologiset kromosomit toisiinsa.

Visailukysymys

1. Solussa on meneillään mitoosi. Kromosomit ovat erkaantuneet toisistaan ja siirtyvät uusiin ytimiinsä, mutta ydinkuori ei ole muodostunut uudelleen. Missä vaiheessa solu on?
A. Profaasissa
B. Anafaasissa
C. Telofaasissa

Vastaus kysymykseen #1
B on oikein. Tämä solu on anafaasissa. Telofaasille on ominaista ydinkuoren muodostuminen uudelleen ja organellien ja sytosolin jakautuminen edelleen. Telofaasi on päättynyt, kun sytokineesi pilkkoo solun kahtia. Anafaasin ja telofaasin välinen raja on harmaa, mutta ydinkuori alkaa muodostua telofaasin alkaessa. Kromosomit saattavat vielä tämän tapahtuessa siirtyä lopulliseen asentoonsa.

2. Anafaasi tapahtuu uskomattoman nopeasti. Koko prosessin osuus solusyklistä on vain 1 %. Miksi kromosomit eivät repeä kappaleiksi tämän väkivaltaisen liikkeen aikana?
A. Tiivistetty DNA on paremmin suojassa vahingoittumiselta
B. Pitkät DNA-segmentit, joita kutsutaan telomeereiksi, suojaavat DNA:n päitä
C. Sekä A että B

Vastaus kysymykseen #2
C on oikein. DNA:ta suojaavat useat mekanismit, joista vain kaksi ovat telomeerit ja kyky tiivistyä. Myös karan kuidut suojaavat DNA:ta, sillä ne tarjoavat kromosomille selkeän polun yhteen suuntaan, jota pitkin se kulkee. DNA:ta ympäröi anafaasin jälkeen nopeasti myös ydinkuori, joka suojaa sitä solun jakautumisen loppuosan ajan.

3. Hiivat ovat yksisoluisia eukaryoottisia eliöitä. Hiiva käy läpi mitoosia ja on parhaillaan anafaasissa. Kuinka monta organismia on nyt ja kuinka monta sytokinesiksen jälkeen?
A. 2 ; 4
B. 1 ; 1
C. 1 ; 2

Vastaus kysymykseen #3
C on oikein. Hiivat voivat joskus lisääntyä sukupuolisesti, mutta tämä on esimerkki siitä, miten ne lisääntyvät suvuttomasti. Solun jakautumisen jälkeen solussa on siis kaksi organismia, kun anafaasin aikana oli vain yksi. Tämä pätee kaikkiin yksisoluisiin organismeihin, jotka käyvät läpi mitoosin. Kahden solun erottuminen toisistaan on jakolinja yhden ja kahden organismin välillä, sillä solukalvo erottaa fyysisesti kunkin solun sisällön toisesta. Tämä tarkoittaa, että organismit ovat teoreettisesti riippumattomia, vaikka ne voivat silti olla vuorovaikutuksessa keskenään.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.