Μετάφαση

Το σημείο ελέγχου της μιτωτικής ατράκτου επαληθεύει ότι όλα τα χρωμοσώματα είναι σωστά ευθυγραμμισμένα στην πλάκα μετάφασης και αποτρέπει την πρόωρη είσοδο στην ανάφαση.

Τα χρωμοσώματα παρατάσσονται στην πλάκα μετάφασης. Δύο όψεις με την πλάκα μετάφασης περιστρεφόμενη κατά 60°.

Στάδια πρώιμης μίτωσης σε κύτταρο σπονδυλωτών με μικρογραφίες χρωματίδων

Η Μετάφαση είναι ένα στάδιο της μίτωσης στον ευκαρυωτικό κυτταρικό κύκλο στο οποίο τα χρωμοσώματα βρίσκονται στο δεύτερο πιο συμπυκνωμένο και συσπειρωμένο στάδιο (είναι στο πιο συμπυκνωμένο στάδιο στην ανάφαση). Αυτά τα χρωμοσώματα, που φέρουν γενετικές πληροφορίες, ευθυγραμμίζονται στον ισημερινό του κυττάρου μεταξύ των πόλων της ατράκτου στην μεταφασική πλάκα πριν χωριστεί σε καθέναν από τους δύο θυγατρικούς πυρήνες. Αυτή η ευθυγράμμιση σηματοδοτεί την αρχή της μετάφασης. Η μετάφαση αντιπροσωπεύει περίπου το 4% της διάρκειας του κυτταρικού κύκλου

Στη μετάφαση, οι μικροσωληνίσκοι και από τα δύο διπλασιασμένα κεντροσωμάτια σε αντίθετους πόλους του κυττάρου έχουν ολοκληρώσει την προσκόλληση σε κινητοχώρους στα συμπυκνωμένα χρωμοσώματα. Τα κεντρομερίδια των χρωμοσωμάτων συνέρχονται στην πλάκα μετάφασης, μια νοητή γραμμή που απέχει εξίσου από τους δύο πόλους της ατράκτου. Αυτή η ομοιόμορφη ευθυγράμμιση οφείλεται στην αντιστάθμιση των ελκτικών δυνάμεων που δημιουργούνται από τους αντιτιθέμενους μικροσωληνίσκους του κινητοχώρου, ανάλογο με μια διελκυστίνδα μεταξύ δύο ανθρώπων ίσης δύναμης, που τελειώνει με την καταστροφή της Β κυκλίνης. Προκειμένου να αποφευχθούν επιβλαβή γεγονότα μη διαχωρισμού, ένα βασικό σημείο ελέγχου του κυτταρικού κύκλου, το σημείο ελέγχου ατράκτου, επαληθεύει αυτήν την ομοιόμορφα ισορροπημένη ευθυγράμμιση και διασφαλίζει ότι κάθε κινητοχώρος είναι σωστά συνδεδεμένος σε μια δέσμη μικροσωληνίσκων και υπό ισορροπημένη διπολική τάση. Οι αδελφές χρωματίδες απαιτούν ενεργή σεπαράση για να υδρολυθεί η συνεκτίνη που τις συνδέει μεταξύ τους πριν προχωρήσουν στην ανάφαση. Οποιοιδήποτε μη συνδεδεμένοι ή ακατάλληλα προσαρτημένοι κινητοχώροι παράγουν σήματα που εμποδίζουν την ενεργοποίηση του συμπλέγματος προαγωγής ανάφασης (κυκλοσώματος ή APC/C), μιας λιγάσης ουβικιτίνης που στοχεύει τη σεκουρίνη και την κυκλίνη Β για αποικοδόμηση μέσω του πρωτεασώματος. Όσο η σεκουρίνη και η κυκλίνη Β παραμένουν ενεργές, η σεπαράση παραμένει ανενεργή, αποτρέποντας την πρόωρη εξέλιξη στην αναφάση.

Η μετάφαση σε μελέτες κυτταρογενετικής και καρκίνου

Ανθρώπινα μεταφασικά χρωμοσώματα (φυσιολογικός αρσενικός καρυότυπος)

Η ανάλυση της μετάφασης των χρωμοσωμάτων είναι ένα από τα κύρια εργαλεία των κλασικών κυτταρογενετικών και καρκινικών μελετών. Τα χρωμοσώματα συμπυκνώνονται (παχύνονται) και περιελίσσονται σε μεγάλο βαθμό στη μετάφαση, γεγονός που τα καθιστά πιο κατάλληλα για οπτική ανάλυση. Τα μεταφασικά χρωμοσώματα δημιουργούν την κλασική εικόνα των χρωμοσωμάτων (καρυότυπος). Για τις κλασσικές κυτταρογενετικές αναλύσεις, τα κύτταρα αναπτύσσονται σε βραχυπρόθεσμη καλλιέργεια και σταματούν στη μετάφαση χρησιμοποιώντας μιτωτικό αναστολέα. Περαιτέρω χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία της αντικειμενοφόρου πλάκας και τη δημιουργία ζωνών (με χρώση) των χρωμοσωμάτων που πρόκειται να οπτικοποιηθούν στο μικροσκόπιο για τη μελέτη της δομής και του αριθμού των χρωμοσωμάτων (καρυότυπος). Η χρώση των αντικειμενοφόρων πλακών, συχνά με Giemsa (ζώνωση G) ή κινακρίνη, παράγει ένα μοτίβο συνολικά έως και αρκετών εκατοντάδων ζωνών. Οι κανονικές διασπορές μετάφασης χρησιμοποιούνται σε μεθόδους όπως FISH και ως μήτρα υβριδισμού για πειράματα συγκριτικού γονιδιωματικού υβριδισμού (comparative genomic hybridization, CGH).

Κακοήθη κύτταρα από δείγματα συμπαγών όγκων ή λευχαιμία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για κυτταρογενετική ανάλυση για τη δημιουργία παρασκευασμάτων μετάφασης. Η επιθεώρηση των χρωματισμένων χρωμοσωμάτων μετάφασης επιτρέπει τον προσδιορισμό αριθμητικών και δομικών αλλαγών στο γονιδίωμα του καρκινικού κυττάρου, για παράδειγμα, απώλειες χρωμοσωμικών τμημάτων ή μεταθέσεις, που μπορεί να οδηγήσουν σε χιμαιρικά ογκογονίδια, όπως ως το χρωμόσωμα της Φιλαδέλφειας στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία.