Metaphase - Metaphase
Metaphase (aus dem Griechischen μετά, „angrenzend“ und φάσις, „Stadium“) ist ein Stadium der Mitose im eukaryotischen Zellzyklus, in dem die Chromosomen am zweitstärksten kondensiert und gewickelt sind (sie sind am stärksten in der Anaphase kondensiert ) . Diese Chromosomen , die genetische Informationen tragen , richten sich im Äquator der Zelle aus, bevor sie in jede der beiden Tochterzellen getrennt werden. Die Metaphase macht etwa 4% der Dauer des Zellzyklus aus . Vorangegangenen Ereignissen in der Prometaphase und gefolgt von der Anaphase haben sich in der Prophase gebildete Mikrotubuli bereits in der Metaphase gefunden und an Kinetochoren angeheftet .
In der Metaphase treffen sich die Zentromere der Chromosomen auf der Metaphaseplatte (oder Äquatorialplatte ), einer imaginären Linie, die von den beiden Zentrosompolen gleich weit entfernt ist . Diese gleichmäßige Ausrichtung ist auf das Gegengewicht der Zugkräfte zurückzuführen, die von den gegenüberliegenden Kinetochor-Mikrotubuli erzeugt werden, analog zu einem Tauziehen zwischen zwei gleich starken Menschen, das mit der Zerstörung von B- Cyclin endet . Bei bestimmten Zelltypen reihen sich die Chromosomen nicht an der Metaphaseplatte auf, sondern bewegen sich zwischen den Polen zufällig hin und her, nur grob entlang der Mittellinie. Frühe Ereignisse der Metaphase können mit den späteren Ereignissen der Prometaphase zusammenfallen, da Chromosomen mit verbundenen Kinetochoren die Ereignisse der Metaphase einzeln starten, bevor andere Chromosomen mit nicht verbundenen Kinetochoren, die noch in den Ereignissen der Prometaphase verweilen, die Ereignisse der Metaphase starten.
Einer der Zellzyklus-Checkpoints tritt während der Prometaphase und Metaphase auf. Erst nachdem alle Chromosomen an der Metaphasenplatte ausgerichtet sind , wenn jedes Kinetochor richtig an einem Bündel von Mikrotubuli befestigt ist, tritt die Zelle in die Anaphase ein. Es wird angenommen, dass nicht-angefügte oder nicht richtig angebrachte Kinetochore ein Signal erzeugen, um ein vorzeitiges Fortschreiten zur Anaphase zu verhindern, selbst wenn die meisten Kinetochore angeheftet und die meisten Chromosomen ausgerichtet wurden. Ein solches Signal erzeugt den mitotischen Spindel-Checkpoint . Dies würde durch die Regulierung des Anaphase-fördernden Komplexes , Securin und Separase erreicht .
Metaphase in Zytogenetik und Krebsstudien
Die Analyse von Metaphase- Chromosomen ist eines der wichtigsten Werkzeuge der klassischen Zytogenetik und Krebsforschung . Chromosomen sind in der Metaphase kondensiert (verdickt) und stark gewunden, was sie für die visuelle Analyse am besten geeignet macht. Metaphase-Chromosomen bilden das klassische Bild der Chromosomen ( Karyotyp ). Für klassische zytogenetische Analysen werden Zellen in Kurzzeitkulturen gezüchtet und in der Metaphase unter Verwendung eines mitotischen Inhibitors arretiert . Darüber hinaus werden sie für die Objektträgerpräparation und das Banding ( Färben ) von Chromosomen verwendet, die unter dem Mikroskop sichtbar gemacht werden sollen, um die Struktur und Anzahl der Chromosomen (Karyotyp) zu untersuchen. Das Anfärben der Objektträger, oft mit Giemsa ( G-Banding ) oder Quinacrine , erzeugt ein Muster von insgesamt bis zu mehreren hundert Bändern. Normale Metaphase-Spreads werden in Methoden wie FISH und als Hybridisierungsmatrix für vergleichende genomische Hybridisierungsexperimente (CGH) verwendet.
Maligne Zellen aus soliden Tumoren oder Leukämieproben können auch für die zytogenetische Analyse verwendet werden, um Metaphasenpräparate zu erzeugen. Die Untersuchung der gefärbten Metaphase-Chromosomen ermöglicht die Bestimmung numerischer und struktureller Veränderungen im Tumorzellgenom, beispielsweise Verluste von Chromosomenabschnitten oder Translokationen , die zu chimären Onkogenen führen können , wie bcr-abl bei chronischer myeloischer Leukämie .
Siehe auch
Verweise
Externe Links
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