Jedrsko delitev (mitozo) celic evkariontskih organizmov z replikacijo DNA lahko razdelimo na štiri glavne faze. Druga glavna faza se imenuje metafaza, med katero kromosomi krčite v spiralnem vzorcu in se postavite v ekvatorialno ravnino na približno enaki razdalji od obeh nasprotnih polov. Vlakna vretena, začenši z obeh polov, so povezana s centromerami kromosomi.
Kaj je metafaza?
Metafaza je druga od štirih glavnih faz, v katere je mogoče razdeliti jedrsko delitev evkariontskih celic, imenovano mitoza. Med metafazo je razporeditev kromosomi v tako imenovani ekvatorialni ravnini ali metafazni plošči je značilno. Vsak posamezen kromosom je sestavljen iz štirih kromatid, od katerih sta dve "po zgradbi enaki". Kromatide sprva še vedno drži njihova skupna centromera. Na centromerih, na katere se pritrdijo vlakna polov vretena, se tvorijo majhne beljakovinske strukture, da sestrske kromatide potegnejo na ustrezne nasprotne polove. Razdvajanje kromatid že spada v anafazo, ki sledi metafazi. Med metafazo potekajo vse priprave, ki so potrebne, da se kromatide odlepijo od centromer in jih potegnejo na polove. Šele ko so vse centromere povezane z ustreznimi polnimi vlakni ali mikrotubuli, se vezi kromatid v njihovi centromeri sprostijo, tako da se lahko začne njihova pošiljka na ustrezni pol.
Funkcija in naloga
V človeškem telesu obstaja stalna potreba po rasti, ki temelji na celični proliferaciji, ki običajno sledi načelu delitve celic. V jedrnih celicah enoceličnih in večceličnih organizmov (evkarionti) delitve vključujejo delitev citoplazme in njihovih jeder. Dve hčerinski celici, ki izhajata iz delitve, sta v svojih diploidnih kromosomskih sklopih enaki tudi ustrezni "materni celici", tako da je rast nekaterih tkiv v telesu na podlagi neseksualne celične delitve teoretično neomejena, procesa delitve ne prekinejo ali zaključijo snovi, ki zavirajo rast. S postopkom delitve celic je povezan tudi proces jedrske delitve, znan kot mitoza. V mitozi se druga od skupno štirih glavnih faz imenuje metafaza. Je pomemben verižni člen v procesu jedrske delitve. Metafaza je pomembna za pozicioniranje kromatid dvojnega nabora kromosomov v ekvatorialni ravnini ali metaploči na tak način, da jih lahko mikrotubulasti filamenti v naslednji anafazi potegnejo proti dvema poloma. Še posebej pomembna naloga metafaze je preverjanje (kontrolna točka) in spremljanje vretenastih vlaken (mikrotubule), ki segajo od polov. Zagotoviti je treba, da so mikrotubule v vsakem primeru priključene na "pravilno" centromero. S tem želimo zagotoviti, da sta kompleta kromosomov, ki se združujeta na polih med naslednjo anafazo, popolnoma enaka. To je mogoče doseči le, če imamo eno kromatido kromosoma na obeh polih po tem, ko je prišlo do delitve jedra. Če bi bili na primer dve enaki sestrski kromatidi nameščeni na enem od obeh polov in bi manjkali na drugem polu, bi nastale precejšnje motnje zaradi nezmožnosti nadaljnje rasti celic ali neomejene rasti. V primeru parenhimskih celic bi prišlo do izgube specifične funkcionalne sposobnosti celic.
Bolezni in motnje
Mitoza pooseblja zelo zapleten postopek, ki znotraj replikacije verig DNA in distribucija kromatid na dva pola predstavlja tveganje za napake z včasih daljnosežnimi posledicami. Na primer, do „napačne“ pritrditve mikrotubulov na kinetohore centromer lahko pride razmeroma pogosto. Na primer, nekatere kinetohore lahko ostanejo proste, torej niso povezane z mikrotubulo, ali pa sta obe kromatidi v svojih centromerah povezani z mikrotubulami istega pola. Pri preverjanju "pravilne" in popolne pritrditve mikrotubulov na kinetohore je ena najpomembnejših funkcij metafaze. Kromosomi v anafazi se običajno ne sprostijo, dokler ni pregled vretenskih vlaken uspešen in vsi kinetohori signalizirajo pravilno pritrditev. Mitotsko kontrolno točko izvede skupina specializiranih beljakovin ki preprečujejo prehod v anafazo ali vplačilo, če oprijem ne ustreza nastavljeni vrednosti. Postopek je nekoliko primerljiv z bočnim postankom na dirki formule 1, ko morajo vsi štirje mehaniki po zamenjavi kolesa prijaviti piko na i, preden lahko voznik formule 1 spet vzleti. Druga velika težava nastane, ko pride do napak med cepljenjem verig DNA. To lahko vodi do izgube funkcije celic in do neprekinjenih hitrih ali počasnih nadaljnjih mitoz, ki se ne odzivajo več na endogene zaviralce rasti. Neinhibirana rast označuje benigne (benigne) ali maligne (maligne) tumorje. Nadaljnje težave lahko nastanejo z metilacijo DNA. Med cepljenjem verig DNA lahko aktivnost DNA metiltransferaz vodi k dodajanju metilnih skupin (-CH3) v DNA. Postopek ne ustreza a gen mutacija v običajnem smislu, vendar ustreza epigenetski spremembi prizadetega gena. „gen metilacija «običajno privede do fenotipsko prepoznavnih sprememb pri prizadetem posamezniku in se običajno prenese na naslednje generacije celic - podobno kot pri dedovanju. Obseg, v katerem je razvoj benignih in malignih tumorjev ter metilacijo DNA mogoče pripisati procesom v metafazi, ni bil ustrezno raziskan.
