Métaphase

La division nucléaire (mitose) des cellules d'organismes eucaryotes avec réplication de l'ADN peut être divisée en quatre phases principales. La deuxième phase principale est appelée Métaphase au cours de laquelle les chromosomes se contractent en spirale et se positionnent dans le plan équatorial à environ la même distance aux deux pôles opposés. Les fibres du fuseau sont reliées aux centromères des chromosomes des deux pôles.

Quelle est la métaphase?

La métaphase est la deuxième d'un total de quatre phases principales dans lesquelles la division du noyau des cellules eucaryotes, appelée mitose, peut être divisée. Au cours de la métaphase, la disposition des chromosomes dans le plan dit équatorial ou plaque de métaphase est caractéristique.

Chaque chromosome se compose de quatre chromatides, dont deux sont «identiques». Les chromatides sont initialement maintenues ensemble par leur centromère commun. De petites structures protéiques se forment sur les centromères, auxquels les fibres des pôles du fuseau se fixent afin de tirer les chromatides soeurs vers les pôles opposés. La séparation des chromatides fait déjà partie de l'anaphase qui suit la métaphase.

Pendant la métaphase, toutes les préparations nécessaires pour détacher les chromatides des centromères afin de pouvoir être attirées vers les pôles sont effectuées. Ce n'est que lorsque tous les centromères sont connectés aux fibres ou microtubules polaires correspondants que les liaisons des chromatides sur leur centromère sont libérées de sorte que leur déplacement vers le pôle respectif commence.

Fonction et tâche

Dans le corps humain, il existe un besoin continu de croissance basée sur la reproduction cellulaire, qui suit principalement le principe de la division cellulaire. Dans les cellules nucléées d'organismes simples et multicellulaires (eucaryotes), les divisions comprennent la division du cytoplasme et de leurs noyaux cellulaires.

Les deux cellules filles produites pendant la division sont identiques dans leurs ensembles chromosomiques diploïdes avec la «cellule mère» respective, de sorte que la croissance de certains tissus dans le corps est théoriquement illimitée sur la base de la division cellulaire non sexuelle, tant que le processus de division n'est pas interrompu ou terminé par des substances inhibitrices de croissance.

Le processus de division cellulaire est également lié au processus de division nucléaire, connu sous le nom de mitose. Au sein de la mitose, la seconde des quatre phases principales est connue sous le nom de métaphase. C'est un lien important dans le processus de division de base. La métaphase est importante pour positionner les chromatides du double jeu de chromosomes dans le plan équatorial ou métaplaque de manière à ce qu'elles puissent être tirées par les filaments de microtubules en direction des deux pôles dans l'anaphase suivante.

Une fonction particulièrement importante de la métaphase est de contrôler (point de contrôle) et de surveiller les fibres de la broche (microtubules) émanant des pôles. Il faut s'assurer que les microtubules sont connectés au centromère "correct". Cela garantit que les deux ensembles de chromosomes qui sont regroupés aux pôles lors de l'anaphase ultérieure sont absolument identiques. Ceci ne peut être réalisé qu'en ayant une chromatide d'un chromosome à chacun des deux pôles après que le noyau a été divisé.

Si, par exemple, deux chromatides soeurs identiques se trouvaient à l'un des deux pôles et manquaient à l'autre pôle, cela conduirait à des perturbations considérables avec l'impossibilité d'une croissance cellulaire supplémentaire ou d'une croissance non contrôlée. Dans le cas des cellules de parenchyme, il y aurait une perte de la fonctionnalité spécifique des cellules.

Maladies et affections

La mitose incarne un processus très complexe qui implique le risque d'erreurs dans la réplication des brins d'ADN et la distribution des chromatides sur les deux pôles, avec des conséquences parfois lourdes. Par exemple, une fixation «incorrecte» des microtubules aux kinétochores des centromères peut se produire relativement souvent. Par exemple, certains kinétochores peuvent rester libres, c'est-à-dire non connectés à un microtubule, ou les deux chromatides sont connectées à des microtubules du même pôle au niveau de leurs centromères. L'une des fonctions les plus importantes de la métaphase consiste à vérifier la fixation «correcte» et complète des microtubules au kinétochore.

La séparation des chromosomes dans l'anaphase n'est normalement libérée que lorsque le contrôle des fibres de la broche est réussi et que tous les kinétochores signalent la connexion correcte. Le point de contrôle mitotique est mis en œuvre par un groupe de protéines spécialisées qui suppriment ou encaissent le passage à l'anaphase si l'adhérence ne correspond pas à la valeur cible. Le processus est quelque peu comparable à un arrêt au stand dans une course de Formule 1, lorsque les quatre monteurs doivent signaler l'achèvement après avoir changé de roue avant que le pilote de Formule 1 puisse recommencer.

Un autre problème plus grave se pose lorsque des erreurs sont commises en cassant les brins d'ADN. Cela peut entraîner une perte de fonction des cellules et des mitoses à progression continue, rapide ou lente qui ne réagissent plus aux inhibiteurs de croissance du corps. La croissance non inhibée caractérise les tumeurs bénignes (bénignes) ou malignes (malignes).

D'autres problèmes peuvent résulter de la méthylation de l'ADN. Lorsque les brins d'ADN sont séparés, l'activité des ADN méthyltransférases peut conduire à l'ajout de groupes méthyle (-CH3) à l'ADN. Le processus ne correspond pas à une mutation génique au sens conventionnel, mais il correspond à un changement épigénétique du gène affecté. La "méthylation du gène" conduit généralement à des changements phénotypiquement reconnaissables chez l'individu affecté et est principalement transmise à la génération suivante de cellules - semblable à un héritage.

La mesure dans laquelle le développement de tumeurs bénignes et malignes et la méthylation de l'ADN peut être attribuée à des processus au sein de la métaphase n'a pas été suffisamment étudiée.