Profáza

Mitóza prebieha v niekoľkých fázach. Profáza poruchy mitózy bránia iniciácii bunkového delenia.

Čo je to profáza?

Mitóza aj meióza začínajú profázou. V oboch prípadoch dochádza k deleniu buniek. Zatiaľ čo v mitóze sa však identický genetický materiál prenáša na dcérske bunky, pri meióze dochádza k tvorbe zárodočných buniek, zatiaľ čo genetická informácia sa znižuje na polovicu.Avšak, rovnako ako normálne telesné bunky, zárodočné bunky produkované počas meiózy sa môžu naďalej deliť prostredníctvom mitózy.

Skutočná mitóza nezahŕňa bunkové delenie, ale je charakterizovaná procesom zvyšovania identickej genetickej informácie s tvorbou nových bunkových jadier. Zvyčajne je s tým spojené bunkové delenie celej bunky. V niektorých prípadoch však dochádza k mitóze bez ďalšieho delenia buniek (cytokinéza). Potom sa vytvoria viacjadrové bunky, ktoré okrem iného vykonávajú rôzne funkcie pri tvorbe nových buniek v krvotvornom systéme.

Priebeh mitózy je rozdelený na profázu, prometafázu, metafázu, anafázu a telopázu. Profáza vždy slúži na iniciáciu mitózy. Fáza prometa sa často počíta ako profáza, pretože procesy oboch podfáz prebiehajú paralelne.

Funkcia a úloha

Profáza nadväzuje na takzvanú medzifázu, v ktorej sa replikuje identická kópia chromatidu, ktorá je prostredníctvom centroméry spojená s identickým sesterským chromatidom. Na konci interfázy sa pripraví mitóza. V tejto fáze je chromatín voľne balený a javí sa ako vlákno. Interfáza teda predstavuje fázu medzi dvoma deleniami buniek a nepatrí do mitózy.

Skutočná mitóza potom začína profázou, v ktorej chromatín čoraz viac kondenzuje cez záhyby. Vo svetelnom mikroskope je teraz možné objaviť viditeľné štruktúry. Tieto kompaktnejšie štruktúry robia chromatín prenosným, takže sa vytvárajú predpoklady na rozdelenie identických chromatidov na postupne sa rozvíjajúce póly buniek. V tejto fáze pozostávajú chromozómy z dvoch identických chromatidov, ktoré sú držané pohromade aspoň v jednom zúžení, ktoré je známe aj ako centroméra. Medzi dvoma identickými chromozómovými chromatidmi existuje pozdĺžna medzera. V tejto kompaktnej forme môže byť chromatín transportovaný, ale už nie je čítaný. Preto sa v tejto fáze nevytvárajú žiadne nové proteíny. Nukleoly (jadrové telá) potrebné na to sa rozpustia.

Zároveň delenie vytvára dva centrosómy, z ktorých každý je umiestnený na opačnej strane jadra a začína sa vyvíjať jeho vretenové zariadenie. Vretená sa skladajú z mikrotubulov, ktoré sa vytvárajú z tubulínových podjednotiek prostredníctvom polymerizácie.

Počas ďalších fáz mitózy musia tieto vretenové vlákna prísť do styku s centromérou chromozómov, aby sa rozpustili a aby dva identické chromatidy boli pritiahnuté k príslušným pólom. Aby sa tam dostali vlákna vretena, musí sa najskôr dočasne rozdeliť jadrový obal. Jadrový obal pozostáva z laminátov. Tieto sa rozpúšťajú procesom fosforylácie. Stáva sa to počas prometa fázy, ktorá je čiastočne súčasťou profázy a čiastočne vnímaná ako samostatná fáza.

V centromerách existujú proteínové štruktúry známe ako kinetochory, do ktorých môžu vretenové vlákna zakotviť. Takto sa vytvárajú štruktúry mikrotubúl kinetochore, ktoré sú usporiadané rovnobežne s vláknami pólu a sú zodpovedné za neskorší transport separovaných chromatidov na póly. Počas tejto fázy sa vretenový prístroj dokončí, keď hviezdne vlákna vychádzajúce z centrozómov sa dostanú do kontaktu s ostatnými zložkami cytoskeletu. Zhromaždenie týchto štruktúr spôsobuje, že sa centrosómy pohybujú ďalej a ďalej v smere k pólom bunky.

V metafáze, ktorá nasleduje po prometafáze, sú chromozómy centrované. V nasledujúcej anafáze sa identické chromatidy oddeľujú v centromeroch. Posledná fáza (telopáza) sa začína príchodom chromatidov na póly a končí sa dekondenzáciou chromozómov.

Choroby a choroby

Bunkové delenie sa uskutočňuje v jednobunkových aj viacbunkových organizmoch. U ľudí, zvierat a rastlín je mitóza nevyhnutným predpokladom rastu a celkovej funkčnosti organizmu, staré bunky odumierajú a musia sa neustále obnovovať. V kontexte mitózy sa však môže stať, že sa neprenášajú úplne identické kópie genetického materiálu. Sú to takzvané mutácie, ktoré môžu ovplyvniť funkčnosť novovytvorených buniek. Môže dôjsť k vážnym chorobám. Rakovina tiež vzniká v dôsledku deregulácie bunkového delenia prostredníctvom genetických zmien alebo hormonálnych porúch.

Genetické zmeny sa však vyskytujú hlavne medzi jednotlivými mitózami v medzifáze alebo v anafáze s nesprávnym oddeľovaním chromatidov. Výskyt mutácií nie je možný v samotnej profáze, pretože tu dochádza iba k štrukturálnym zmenám prostredníctvom kompresie chromozómov.

Prerušenia v priebehu profázy sú však vždy fatálne, pretože bránia iniciácii mitózy. Už nemohlo dôjsť k deleniu buniek. Staré bunky by jednoducho zomreli a už by neboli nahradené novými. Tiež nie sú známe žiadne vrodené choroby založené na poruche prorázy počas mitózy.