Anapfázis

Anapfázis definíció

Anapfázis az eukarióta sejtosztódás azon szakasza, amelyben a kromoszómák a sejt ellentétes pólusaira szegregálódnak. Az anafázist megelőző szakaszban, a metafázisban a kromoszómák a sejt közepén lévő metafázislemezre húzódnak. Bár a kromoszómák a sejtosztódás kezdetén erősen kondenzálódtak, az anafázison keresztül tovább kondenzálódnak. Az anafázis azután kezdődik, hogy a sejt áthalad az orsóképződési ellenőrzőponton, amely lehetővé teszi a kromoszómák vagy kromatidák szétválását. Ahogy a kromoszómákat a centroszómákhoz kötő mikrotubulusok megrövidülnek, a kromoszómák a centroszóma felé húzódnak, amíg félkört nem alkotnak körülötte. A sejtosztódás következő szakaszában, a telofázisban a sejt megreformálja a sejtmagot, és felkészül az osztódásra.

A spindulaképződési ellenőrzőpont az anafázis megkezdése előtt következik be. Ez a sejtmechanizmus biztosítja, hogy minden kromoszóma a mikrotubulusokhoz kapcsolódjon és a metafázislemezre igazodjon. Amint ez a lépés megtörténik, a sejt egy olyan jelet bocsát ki, amely anafázist elősegítő komplexet vagy APC-t hoz létre, egy olyan anyagot, amely a homológ kromoszómák vagy testvérkromatidák osztódásának folyamatát indítja el, attól függően, hogy éppen melyik sejtciklus zajlik. Az APC, ahogy az alábbi ábrán látható, lebontja a szekurint, egy gátló molekulát, amely megállítja a szeparáz működését. Amint a szeparáz felszabadul, hatni tud a kromatidákat összetartó koheszinekre. A koheszinek olyan makromolekulák, amelyek több fehérjéből állnak. Amikor ezeket a fehérjéket a szeparáz lebontja, a kromatidák szétválnak. A meiózis első osztódásában a homológ kromoszómákat koheszinek tartják össze, amelyek az I. anafázis során lebomlanak.

A mikrotubulusok a koheszinek szétesése után is a kinetokórához maradnak. A kinetokór mikrotubulusok ezután a centroszómák (a képen nem látható) felé zsugorodnak, ami széthúzza a kromoszómákat. A nem kinetochoros mikrotubulusok az ellenkező irányba nőnek, tágítják a sejtet és tovább választják szét a kromatidákat. Hagyományosan a testvérkromatidákat testvérkromoszómáknak nevezik, miután szétválnak, mivel ugyanazt az információt tartalmazzák, és az új sejtjeikben egymástól függetlenül fognak működni. Miután a kromoszómák teljesen szétváltak, a sejtosztódás utolsó lépéseiben kialakul a sejtmagburkolat, és a citoplazma szétválik.

Anapfázis a mitózisban

A mitózis az a folyamat, amelynek során a sejtek pontos másolatokat készítenek magukról. A mitózis révén egyetlen szülőből két új leánysejt jön létre, amelyek mindegyike azonos a szülővel. A mitózis előtt a DNS-t tartalmazó kromoszómák replikálódnak, és a replikált testvérkromatidák összekapcsolódva maradnak. Az anafázis előtt a kromoszómák kondenzálódnak, mikrotubulusokból kialakulnak az orsórostok, és a kromoszómák a metafázislemezre igazodnak. A testvérkromatidák az anafázis kezdetén kezdenek szétválni, amikor a szeparáz elkezdi megbontani az őket összekötő koheszint. Az anafázis a telofázis és a citokinézis kezdetével ér véget, amikor a magburkolat átalakul, és a kromoszómák elkezdenek kitekeredni. Miután meglazultak és a sejtek osztódtak, ismét önállóan kezdhetnek el működni. Ez jelzi a sejtosztódás végét és az interfázis kezdetét.

Anapfázis a meiózisban

Anapfázis I

A meiózis két egymást követő sejtosztódásból áll, amelyek között nincs DNS-replikáció. Ez azt jelenti, hogy egy diploid organizmus, amely minden génhez két allélt tartalmaz, haploid organizmussá redukálódik, amely minden génnél csak egy allélt tartalmaz. Ezek az allélok az anafázis I. során szétválnak. A meiózis előtt a DNS megkettőződik, és ismét egyetlen kromoszómaként összekapcsolt testvérkromatidák keletkeznek. Ezek a kromoszómák homológ párokkal rendelkeznek, amelyek a kromoszómán lévő gének másik allélját tartalmazzák. Ezek a kromoszómák szintén testvérkromatidákká duplikálódnak. Az I. meiózis során a homológ kromoszómák szétválnak.

A homológ kromoszómák a meiózis I. profázisa során a testvérkromatidákat megkötő, hasonló kohézinmolekulák által kapcsolódnak egymáshoz. Ahogy a meiotikus orsó feláll az I. metafázis során, a sejt gondoskodik arról, hogy minden homológ pár a sejt mindkét oldaláról mikrotubulusokhoz kapcsolódjon. Ezek a mikrotubulusok ezután egymáshoz húzódnak, hogy a homológ párokat a metafázislemez felé mozdítsák. A kötődés ideje alatt a párok genetikai információt cserélhetnek a rekombinációnak nevezett folyamat során. Amikor a homológ párok az I. anafázis során szétválnak, a DNS-variációk különböző sejtekbe kerülnek, így biztosítva a populáció genetikájának variabilitását.

II. anafázis

A meiózis az egyes új leánysejtek második osztódásával fejeződik be. Ugyanazok a szakaszok játszódnak le, ezúttal a mitózishoz hasonlóbb módon. A kromoszómák, amelyek még mindig testvérkromatidákból állnak, a metafázislemezen igazodnak egymáshoz, és egy ellenőrzőpontot kell teljesíteniük ahhoz, hogy az anafázis II-be léphessenek. Az anafázis II kezdetén a testvérkromatidák szétválnak, amikor az őket összekötő koheszin felszabadul. A kromoszóma másolatai ezután szétválnak a végső rendeltetési helyükre. Ezekből az új sejtekből lesznek az ivarsejtek, amelyek megtermékenyíthetnek egy ellenkező nemű ivarsejtet, hogy új utódot hozzanak létre.

Ha az anafázis I-hez vagy az anafázis II-hez vezető sejtes ellenőrzőpontok nem sikerülnek, a végeredmény az lesz, hogy a végső ivarsejtben túl sok kromoszómakópia (vagy túl sok) lesz. Ez a nondiszjunkciónak nevezett állapot számos szexuálisan szaporodó állatnál végzetes születési rendellenességeket és egyéb tüneteket okozhat. Embereknél ezek közé az állapotok közé tartozik a Down-szindróma, az Edwards-szindróma, a Klinefelter-szindróma és a Turner-szindróma. Ezek a szindrómák különböző fejlődési tünetekkel járnak, amelyek az átlagtól eltérő fenotípusokat hoznak létre.

• Nondiszjunkció – Olyan állapot, amelyet az okoz, hogy a kromoszómák nem válnak szét a meiózis egyik osztódása során sem.
• Citokinézis – A mitózis vagy meiózis utolsó szakasza, amelyben a sejtmembrán osztódik.
• Anafázist elősegítő komplex – Fehérjék, koenzimek és egyéb molekulák rendszere, amely lehetővé teszi a szeparáz számára a kohézin molekulák lebontását, ami a kromoszómák szétválásához vezet.
• Kohézin – A testvérkromatidákat vagy homológ kromoszómákat összekötő fehérjemolekulák.

Kvíz

1. Egy sejtben mitózis zajlik. A kromoszómák szétváltak és az új sejtmagjukba költöznek, de a sejtmagburkok még nem alakultak újra. Milyen stádiumban van a sejt?
A. Profázisban
B. Anafázis
C. Telofázisban

2. Az anafázis hihetetlenül gyorsan történik. Az egész folyamat a sejtciklusnak mindössze 1%-át teszi ki. Miért nem szakadnak szét a kromoszómák e heves mozgás során?
A. A kondenzált DNS védettebb a károsodástól
B. A DNS hosszú szegmensei, az úgynevezett telomerek védik a DNS végeit
C. Mind az A, mind a B