PROMETAFASE: PADA MITOSIS DAN MEIOSIS - BIOLOGI - 2025

The prometaphase adalah tahap proses pembelahan sel, menengah antara profase dan metafase. Ini ditandai dengan interaksi kromosom yang membelah dengan mikrotubulus yang bertanggung jawab untuk memisahkannya. Prometafase terjadi pada mitosis dan meiosis, tetapi dengan karakteristik yang berbeda.

Tujuan yang jelas dari semua pembelahan sel adalah menghasilkan lebih banyak sel. Untuk mencapai ini, sel mula-mula harus menggandakan konten DNA-nya; yaitu, menirunya. Selain itu, sel harus memisahkan kromosom-kromosom ini sehingga tujuan khusus dari setiap pembelahan sitoplasma terpenuhi.

Prometafase mitosis. Diambil dari wikimedia.org

Dalam mitosis, jumlah kromosom yang sama dari sel ibu di sel anak. Pada meiosis I, pemisahan antara kromosom homolog. Pada meiosis II, pemisahan antara kromatid saudara. Artinya, di akhir proses, dapatkan empat produk meiosis yang diharapkan.

Sel mengelola mekanisme rumit ini melalui penggunaan komponen khusus seperti mikrotubulus. Ini diatur oleh sentrosom di sebagian besar eukariota. Di tempat lain, sebaliknya, seperti tumbuhan tingkat tinggi, jenis lain dari pusat organisasi fungsi mikrotubulus.

Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah polimer linier dari protein tubulin. Mereka terlibat dalam hampir semua proses seluler yang melibatkan perpindahan beberapa struktur internal. Mereka adalah bagian integral dari sitoskeleton, silia, dan flagela.

Dalam kasus sel tumbuhan, mereka juga berperan dalam organisasi struktural internal. Di sel-sel ini, mikrotubulus membentuk semacam permadani yang menempel di bagian dalam membran plasma.

Struktur ini, yang mengontrol pembelahan sel tumbuhan, dikenal sebagai organisasi kortikal mikrotubulus. Pada saat pembelahan mitosis, misalnya, mereka runtuh menjadi cincin pusat yang akan menjadi lokasi masa depan pelat pusat, di bidang tempat sel akan membelah.

Mikrotubulus terdiri dari alfa-tubulin dan beta-tubulin. Kedua subunit ini membentuk heterodimer, yang merupakan unit struktural dasar dari filamen tubulin. Polimerisasi dimer mengarah pada pembentukan 13 protofilamen dalam organisasi lateral yang menghasilkan silinder berongga.

Mikrotubulus. Diambil dari commons.wikimedia.org

Silinder berongga dari struktur ini adalah mikrotubulus, yang dengan komposisinya sendiri menunjukkan polaritas. Artinya, satu ujung dapat tumbuh dengan menambahkan heterodimer, sedangkan ujung lainnya dapat dikurangi. Dalam kasus terakhir, mikrotubulus, bukannya memanjang ke arah itu, menyusut.

Mikrotubulus berinti (yaitu mulai berpolimerisasi) dan mengatur menjadi pusat pengorganisasian mikrotubulus (COM). COM berhubungan dengan sentrosom selama pembelahan dalam sel hewan.

Pada tumbuhan tingkat tinggi, yang tidak memiliki sentrosom, COM hadir di situs analog, tetapi terdiri dari komponen lain. Dalam silia dan flagela, COM terletak basal ke struktur motorik.

Perpindahan kromosom selama pembelahan sel dicapai melalui mikrotubulus. Ini memediasi interaksi fisik antara sentromer kromosom dan COM.

Dengan reaksi depolimerisasi yang ditargetkan, kromosom metafase pada akhirnya akan bergerak menuju kutub pembelahan sel.

Prometafase mitosis

Segregasi kromosom mitosis yang benar adalah salah satu yang menjamin bahwa setiap sel anak menerima komplemen kromosom yang identik dengan sel induk.

Silvia3, dari Wikimedia Commons

Ini berarti bahwa sel harus memisahkan setiap pasang kromosom yang digandakan menjadi dua kromosom individu yang terpisah. Artinya, ia harus memisahkan kromatid saudara setiap pasangan homolog dari seluruh komplemen kromosom sel induk.

Mitosis terbuka

Dalam mitosis terbuka, proses hilangnya selubung inti adalah ciri pembeda prometafase. Hal ini memungkinkan satu-satunya penghalang antara MOC dan sentromer kromosom menghilang.

Dari MOC, filamen mikrotubulus panjang dipolimerisasi dan diperpanjang menuju kromosom. Setelah menemukan sentromer, polimerisasi berhenti dan kromosom yang terhubung ke COM diperoleh.

Dalam mitosis, kromosom berlipat ganda. Oleh karena itu, sentromer juga ada dua, tetapi masih bersatu dalam struktur yang sama. Ini berarti bahwa pada akhir proses polimerisasi mikrotubulus, kita akan memiliki dua di antaranya per duplikasi kromosom.

Satu filamen akan menempelkan sentromer ke COM, dan yang lainnya ke kromatid sister yang dilampirkan ke COM yang berlawanan dengan yang pertama.

Mitosis tertutup

Dalam mitosis tertutup, prosesnya hampir sama dengan yang sebelumnya, tetapi dengan perbedaan yang besar; amplop nuklir tidak hilang. Oleh karena itu, COM adalah internal dan berhubungan dengan selubung inti bagian dalam melalui lamina inti.

Dalam mitosis semi-tertutup (atau semi-terbuka), selubung inti hanya menghilang pada dua titik yang berlawanan di mana COM mitosis berada di luar nukleus.

Ini berarti bahwa dalam mitosis ini mikrotubulus menembus ke dalam nukleus untuk dapat memobilisasi kromosom dalam beberapa langkah setelah prometafase.

Prometafase meiosis

Divisi meiosis. Diambil dari es.wikipedia.org

Karena meiosis melibatkan produksi empat sel 'n' dari satu sel '2n', pasti ada dua divisi sitoplasma. Mari kita lihat seperti ini: pada akhir metafase I akan ada kromatid empat kali lebih banyak daripada sentromer yang terlihat di bawah mikroskop.

Setelah pembelahan pertama, akan ada dua sel dengan kromatid dua kali lebih banyak dari sentromer. Hanya pada akhir divisi sitoplasma kedua semua sentromer dan kromatid menjadi individual. Akan ada sentromer sebanyak jumlah kromosom.

Protein kunci untuk interaksi interkromatin kompleks yang berlangsung pada mitosis dan meiosis adalah cohesin. Tetapi ada lebih banyak komplikasi pada meiosis daripada pada mitosis. Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa kohesi meiosis berbeda dari mitosis.

Kohesin memungkinkan kohesi kromosom selama proses kondensasi mitosis dan meiosisnya. Selain itu, mereka memungkinkan dan mengatur interaksi antara kromatid saudara di kedua proses.

Tetapi pada meiosis mereka juga mempromosikan sesuatu yang tidak terjadi dalam mitosis: perkawinan homolog, dan sinapsis yang diakibatkannya. Protein ini berbeda dalam setiap kasus. Kita dapat mengatakan bahwa meiosis tanpa kohesi yang membedakannya, tidak akan mungkin terjadi.

Meiosis I

Secara mekanis, interaksi sentromer / COM sama di semua pembelahan sel. Namun, pada prometafase I meiosis I sel tidak akan memisahkan kromatid saudara seperti pada mitosis.

Sebaliknya, tetrad meiosis memiliki empat kromatid dalam satu set sentromer ganda yang tampak jelas. Dalam struktur ini ada hal lain yang tidak ada dalam mitosis: kiasmata.

Kiasme, yang merupakan persimpangan fisik antara kromosom homolog, adalah yang membedakan sentromer yang akan dipisahkan: sentromer pada kromosom homolog.

Jadi, dalam prometafase I, koneksi terbentuk antara sentromer homolog dan COM di kutub sel yang berlawanan.

Meiosis II

Prometafase II ini lebih seperti prometafase mitosis daripada prometafase meiosis I. Dalam hal ini, COM akan "meluncurkan" mikrotubulus pada sentromer duplikat kromatid saudara.

Dengan demikian, dua sel dengan kromosom individu akan diproduksi, produk satu kromatid dari setiap pasangan. Oleh karena itu, sel-sel dengan komplemen kromosom haploid dari spesies akan diproduksi.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
2. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
3. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
4. Ishiguro, K.-I. (2018) Kompleks cohesin pada mamalia meiosis. Gen ke Sel, doi: 10.1111 / gtc.12652
5. Manka, SW, Moores, CA (2018) Struktur mikrotubulus oleh cryo-EM: snapshot dari ketidakstabilan dinamis. Esai dalam Biokimia, 62: 737-751.