Definizione di Prometafase
La Prometafase è lo stadio della divisione cellulare eucariotica che si trova tra la profase e la metafase. Durante la profase, i cromosomi della cellula si sono condensati e il centrosoma della cellula, o centro organizzatore di microtubuli, si è diviso e spostato ai lati opposti della cellula. Durante la prometafase, avvengono diversi passaggi chiave, tra cui la rottura dell’involucro nucleare e l’attacco dei microtubuli a ciascuno dei cromosomi.
Anche se la rottura della membrana nucleare non è chiaramente compresa, è noto che la membrana si rompe durante la prometafase. La membrana nucleare è fatta di due bilayer lipidici, con molti pori che permettono ai ribosomi di passare attraverso la membrana. All’inizio della prometafase, vengono rilasciate proteine che rimuovono specifiche molecole dalle membrane nucleari. Senza la molecola, le membrane cadono a pezzi. Saranno riassemblate durante la telofase prima che la cellula si divida completamente in due nuove cellule.
La rottura della membrana nucleare permette il fissaggio dei microtubuli ai cromosomi. I cromosomi hanno regioni speciali associate a proteine che permettono ai cromatidi fratelli di attaccarsi tra loro. Queste regioni sono conosciute come centromeri. Il centromero di ogni cromosoma contiene altre aree specializzate, chiamate cinetocori, che permettono l’attacco dei microtubuli. Originando dal centrosoma su ogni estremità della cellula, i microtubuli formano una matrice in tutta la cellula conosciuta come l’apparato del fuso.
L’apparato del fuso contiene diversi tipi di microtubuli, come si vede nel grafico qui sotto. I microtubuli del cinetocoro si dirigono verso ogni cromosoma, da ogni lato. Le proteine motrici possono spostare sostanze lungo i microtubuli. Inoltre, il centro organizzatore dei microtubuli, o centrosoma, può aggiungere o rimuovere monomeri del microtubulo, aumentando o diminuendo la sua lunghezza complessiva. Questo può spingere e tirare i cromosomi verso la piastra di metafase per la prossima fase della divisione cellulare eucariotica.
Durante la prometafase della mitosi, il fuso mitotico si forma, e le due metà di ogni cromosoma duplicato si allineano sulla piastra di metafase. Questi cromatidi fratelli saranno divisi durante l’anafase, perché le proteine che li tengono insieme al centromero saranno rilasciate. Nella meiosi, lo stadio della prometafase è di solito suddiviso nelle parti finali della profase o nelle parti iniziali della metafase, ma i processi della prometafase devono ancora avvenire. Nella prima divisione della meiosi, tuttavia, viene creato il fuso meiotico, che allinea i cromosomi omologhi sulla piastra di metafase.
La prometafase ha un checkpoint, il checkpoint del fuso, che non permetterà alla cellula di passare alla fase successiva della divisione cellulare. Questo checkpoint si basa sul fatto che tutti i cromosomi siano attaccati al fuso. Questo assicura che la divisione cellulare non proceda senza la corretta divisione dei cromosomi. Questo può accadere ed è la causa nota di alcuni difetti di nascita. La sindrome di Down, per esempio, è causata dalla mancanza del checkpoint del fuso e dal trasferimento di una copia extra del cromosoma 21 in un singolo gamete. Quando questo gamete viene fecondato da un altro gamete, sono presenti tre copie del cromosoma 21, il che porta ad anomalie di sviluppo.
Quella che segue è un’immagine di una cellula durante la tarda prometafase. I colori brillanti nella fotografia sono stati creati da molecole fluorescenti che si attaccano a varie strutture. Le linee verdi sono le fibre del fuso, o microtubuli. I punti rossi rappresentano i cinetocori individuali. Il blu è creato da molecole fluorescenti attaccate al DNA. Le linee verdi brillanti sono microtubuli del cinetocoro, e la prometafase continuerà fino a quando tutti i cinetocori rossi saranno attaccati ai microtubuli.
- Involucro nucleare – Il doppio strato fosfolipidico (4 strati) che circonda il nucleo degli eucarioti.
- Cinetocoro – Strutture speciali all’interno del centromero dei cromosomi che permettono alle fibre del fuso di attaccarsi.
- Centromero – Regioni all’interno dei cromosomi che si associano con proteine speciali per essere spostate dai microtubuli e per attaccare i cromatidi fratelli.
- Centrosoma – Il centro di organizzazione dei microtubuli nelle cellule, capace di produrre e rimuovere i microtubuli.
Quiz
1. Nelle piante, non sono presenti centrisomi. 2. Nei funghi, l’involucro nucleare non si rompe. La prometafase ha luogo in questi organismi? Solo nei funghi
B. Sì, in entrambi
C. No
2. Cosa succede all’involucro nucleare dopo che cade a pezzi? Viene distrutto.
B. Viene riassemblato intorno ad ogni nuovo nucleo.
C. Non ne abbiamo idea.
3. Nei procarioti, non ci sono organelli interni, ma i componenti interni devono comunque essere separati. Quali parti della prometafase devono avvenire nei batteri? Nessuna delle parti
B. Formazione del fuso
C. Formazione del fuso e degradazione dell’involucro nucleare