Definiția nafazei
Anafaza este o etapă în timpul diviziunii celulare eucariote în care cromozomii sunt segregate la polii opuși ai celulei. În etapa de dinaintea anafazei, metafaza, cromozomii sunt trași pe placa de metafază, în mijlocul celulei. Deși cromozomii au fost puternic condensați la începutul diviziunii celulare, ei continuă să se condenseze pe parcursul anafazei. Anafaza începe după ce celula trece de punctul de control al formării fusului, care permite cromozomilor sau cromatidelor să se separe. Pe măsură ce se scurtează microtubulele care leagă cromozomii de centrosomi, cromozomii sunt atrași spre centrosom până când formează un semicerc în jurul acestuia. În următoarea etapă a diviziunii celulare, telofaza, celula își reformează nucleul și se pregătește să se dividă.
Punctul de control al formării fusului are loc înainte ca anafaza să poată începe. Acest mecanism celular asigură faptul că toți cromozomii sunt conectați la microtubuli și sunt aliniați pe placa de metafază. Odată ce această etapă are loc, celula eliberează un semnal care creează complexul promotor al anafazei sau APC, o substanță care va acționa pentru a începe procesul de divizare a cromozomilor omologi sau a cromatidelor surori, în funcție de ciclul celular care are loc. APC, așa cum se vede în graficul de mai jos, va degrada securina, o moleculă inhibitoare care oprește acțiunea separazei. Odată ce separaza este eliberată, aceasta poate acționa asupra coezinelor care țin cromatidele împreună. Coezinele sunt macromolecule care constau din mai multe proteine. Atunci când aceste proteine sunt descompuse de către separază, cromatidele se despart. În prima diviziune a meiozei, cromozomii omologi sunt ținuți împreună de coezine care se rup în timpul anafazei I.
Microtubulii rămân atașați de kinetocoru după ce coezinele se rup. Microtubulii cinetocorului se micșorează apoi spre centrosomi (nu în imagine), ceea ce îndepărtează cromozomii. Microtubulele care nu fac parte din nucleu cresc în direcția opusă, extinzând celula și separând și mai mult cromatidele. În mod convențional, cromatidele surori sunt numite cromozomi surori după ce se separă, deoarece conțin aceleași informații și vor funcționa independent în noile lor celule. După ce cromozomii au fost complet separați, se va forma un înveliș nuclear și citoplasma va fi împărțită în etapele finale ale diviziunii celulare.
Anafaza în mitoză
Mitoza este procesul pe care celulele îl folosesc pentru a face copii exacte ale lor însele. Prin mitoză, două noi celule fiice sunt create dintr-un singur părinte, fiecare fiind identică cu părintele. Înainte de mitoză, cromozomii care conțin ADN sunt replicați, iar cromatidele surori replicate rămân atașate. Înainte de anafază, cromozomii sunt condensați, fibrele fusiforme se formează din microtubuli, iar cromozomii se aliniază pe placa de metafază. Cromatidele surori încep să se separe la începutul anafazei, când separaza începe să rupă coezina care le unește. Anafaza se termină atunci când începe telofaza și citochineza, când învelișul nuclear se reformează și cromozomii încep să se deruleze. Odată ce aceștia s-au desprins și celulele au fost divizate, ele pot începe din nou să funcționeze pe cont propriu. Acest lucru marchează sfârșitul diviziunii celulare și începutul interfazei.
Anafaza în meioză
Anafaza I
Meiosoza constă în două diviziuni celulare consecutive, fără replicarea ADN-ului între ele. Acest lucru înseamnă că un organism diploid, care conține două alele pentru fiecare genă, va fi redus la un organism haploid, cu o singură alelă la fiecare genă. Aceste alele sunt separate în timpul anafazei I. Înainte de meioză, ADN-ul este duplicat, producând din nou cromatide surori legate între ele ca și cromozomi unici. Acești cromozomi au perechi omoloage, care conțin celelalte alele pentru genele de pe cromozom. Acești cromozomi sunt, de asemenea, duplicați în cromatide surori. În timpul meiozei I, cromozomii omologi sunt separați.
Cromozomii omologi devin legați împreună în timpul profazei I a meiozei, prin molecule similare de coezină care leagă cromatidele surori. Pe măsură ce fusul meiotic se instalează în timpul metafazei I, celula se asigură că fiecare pereche omoloagă se atașează de microtubuli din fiecare parte a celulei. Acești microtubuli se trag apoi unul împotriva celuilalt pentru a muta perechile omoloage către placa de metafază. În timpul în care perechile sunt lipite, ele pot face schimb de informații genetice într-un proces numit recombinare. Când perechile omoloage sunt separate în timpul anafazei I, variațiile de ADN devin destinate unor celule diferite, asigurând variabilitatea geneticii unei populații.
Anafaza II
Meihoza se încheie cu o a doua diviziune a fiecărei celule fiice noi. Aceleași etape au loc, de data aceasta într-un mod mai asemănător cu mitoza. Cromozomii, încă formați din cromatide surori, se aliniază pe placa de metafază și trebuie să îndeplinească un punct de control pentru a trece la anafaza II. La începutul anafazei II, cromatidele surori sunt separate atunci când coezina care le leagă este eliberată. Copiile cromozomului sunt apoi separate spre destinația lor finală. Aceste noi celule vor da naștere la gameți care pot fertiliza un gamete de sex opus pentru a produce un nou descendent.
Dacă punctele de control celulare care duc la anafază I sau anafază II eșuează, rezultatul final va fi un număr prea mare de copii ale unui cromozom (sau mai multe) în gametele final. Această condiție, cunoscută sub numele de nondisjuncție, poate avea ca rezultat defecte congenitale fatale și alte simptome la multe animale care se reproduc sexual. La oameni, aceste afecțiuni includ Sindromul Down, Sindromul Edwards, Sindromul Klinefelter și Sindromul Turner. Aceste sindroame au o varietate de simptome de dezvoltare care creează fenotipuri diferite de medie.
- Nondisjuncție – Afecțiune cauzată de eșecul cromozomilor de a se separa în timpul uneia dintre cele două diviziuni ale meiozei.
- Citochineză – Stadiul final în mitoză sau meioză, în care membrana celulară se împarte.
- Complexul promotor al anafazei – Sistemul de proteine, coenzime și alte molecule care permit separazei să degradeze moleculele de coezină, ceea ce duce la separarea cromozomilor.
- Coezină – Moleculele proteice care leagă între ele cromatidele surori sau cromozomii omologi.
Întrebare
1. O celulă este în curs de mitoză. Cromozomii s-au separat și se deplasează în noile lor nuclee, dar învelișurile nucleare nu s-au reformat. În ce stadiu se află celula?
A. Profază
B. Anafaza
C. Telofaza
2. Anafaza se întâmplă incredibil de repede. Întregul proces reprezintă doar 1% dintr-un ciclu celular. De ce nu sunt rupți cromozomii în timpul acestei mișcări violente?
A. ADN-ul condensat este mai protejat de daune
B. Segmentele lungi de ADN numite telomeri protejează capetele ADN-ului
C. Atât A, cât și B
3. Drojdia este un organism eucariot unicelular. O drojdie trece prin mitoză, iar în prezent se află în anafază. Câte organisme sunt prezente acum și câte vor fi după citochineză?
A. 2 ; 4
B. 1 ; 1
C. 1 ; 2
.