La profase és el primer estadi de la divisió cel·lular per mitosi i meiosi. És la fase posterior a l'etapa de síntesi d'ADN (fase S de l'cicle cel·lular). En aquest estadi, els cromosomes assoleixen un elevat grau de condensació i individualitat.
A la meiosi hi ha dos profases, les quals són molt diferents entre si i amb la de la mitosi. Només a la profase I meiòtica, per exemple, ocorre recombinació. Aquesta fase es divideix en diferents etapes: leptoteno, zigoteno, paquitè, diploteno i diacinesis.
Profase. Leomonaci98, from Wikimedia Commons
Durant la profase, a més de la condensació que aconsegueixen els cromosomes duplicats, es porten a terme processos de canvi a nivell extranuclear. L'esdeveniment citoplásmico més important durant la profase és el de formació de l'fus acromàtic en cada pol cel·lular. Això permet que en estadis successius de la divisió cel·lular es mobilitzin els cromosomes per garantir la seva correcta segregació.
Hi ha diferències importants entre les divisions cel·lulars en cèl·lules animals i cèl·lules vegetals. Algunes seran esmentades més endavant. En totes, però, hi ha una completa reorganització de la cèl·lula.
Per això, la mitosi i la meiosi es concentren en la destinació de l'ADN i de l'nucli. Però la veritat és que quan una cèl·lula es divideix, es divideix tota i tota participa en el procés.
Així tots els components cel·lulars experimenten canvis radicals durant les profases de la mitosi i la meiosi. El reticle endoplasmàtic i el complex de Golgi semblessin desaparèixer: però, només canvien d'estructura. Mitocondris i cloroplasts també es divideixen donant origen a orgànuls nous.
Profase en la mitosi
La divisió cel·lular per mitosi. Pres de es.wikipedia.org
profase animal
Les cèl·lules animals posseeixen un sol centríolo. A l'acabar la síntesi d'ADN en preparació per a la mitosi, el centríolo també es prepara per dividir-se.
Els centríols estan compostos per un parell d'estructures idèntiques anomenades diplosomas, perpendiculars entre si. Aquests es separen, i cadascun serà motlle per a la gènesi d'un nou. La síntesi de l'diplosoma nou va passant a mesura que cada diplosoma vell migra a pols oposats de la cèl·lula.
L'altre esdeveniment definitori de la profase, i que sí que és compartit amb les cèl·lules vegetals, és el de compactació de la cromatina. Aquest és potser l'element citològic més notable de la profase durant la divisió cel·lular.
L'ADN arriba a un elevat grau de compactació, i per primera vegada s'observa com un cromosoma morfològicament individualitzat.
Els cromosomes compactats involucren les cromàtides germanes de cada un d'ells, unides encara per un mateix centròmer. Encara que aquest centròmer és realment doble, es comporta com un simple.
Els cromosomes s'han d'observar com una X, perquè són dues cromàtides còpia unides a un mateix centre. Per tant, cada cèl·lula en profase tindrà un nombre doble de cromàtides, davant d'un nombre de centròmers igual a el nombre '2n' de l'espècie.
És a dir, una cèl·lula mitòtica en profase és diploide per nombre de centròmers, però tetraploide (4n) per nombre de cromàtides.
profase vegetal
En les cèl·lules vegetals hi ha una fase prèvia a la profase anomenada preprofase. En preparació per a la divisió cel·lular, la gran vacúol cel·lular es desintegra.
Gràcies a això, es forma una banda citoplasmàtica lliure o desocupat, anomenada fragmosoma. Aquest permet que el nucli cel·lular vegetal es posicioni cap a l'equador de la cèl·lula.
Addicionalment, l'organització cortical dels microtúbuls col·lapsa cap al mateix lloc. Això donarà origen al que es coneix com la banda preprofásica (BPP).
La banda preprofásica de la divisió cel·lular vegetal. Pres de en.wikipedia.org
La banda preprofásica apareixerà primer com un anell, però acabarà cobrint a l'nucli. És a dir, els microtúbuls que entapissen la membrana cel·lular internament es mobilitzaran tots cap al fragmosoma.
Després, la banda preprofásica que envolta el nucli equatorial permetrà organitzar localment el lloc on eventualment apareixerà el fragmoplasto que la substitueixi.
Dinàmicament parlant, els microtúbuls de la cèl·lula vegetal passaran d'una fase a una altra sense transicions evidents. És a dir, d'arranjament cortical a fragmosoma i d'allí a fragmoplasto.
El lloc de tots aquests canvis estructurals en la cèl·lula vegetal és el mateix on passarà la deposició de la placa cel·lular. I per tant, representa el pla per on es dividirà la cèl·lula.
Per tota la resta, la profase vegetal és idèntica a l'observada en la profase de les cèl·lules animals
Profase en la meiosi
La divisió meiòtica. Pres de es.wikipedia.or
Només a la Profase I de la meiosi ocorre recombinació genètica. Per això, la formació d'estructures complexes entre els cromosomes obliga que hi hagi dues divisions en la meiosi.
Amb la síntesi d'ADN prèvia es va arribar a la producció de les cromàtides germanes en cada cromosoma. Amb la seva compactació hem cromosomes dobles que en la meiosi, a més, s'aparellen entre homòlegs.
Això condueix a la generació dels bivalents (dos cromosomes homòlegs en interacció). Com cada un està duplicat, parlem en realitat de tètrades. Val a dir, de tètrades de cromàtides unides en una estructura que ha de ser resolta per mitjà de dues divisions cel·lulars.
A la primera, es separaran els cromosomes homòlegs, mentre que en la segona hauran separés les cromàtides germanes.
profase I
En la profase I meiòtica, les cromàtides germanes s'organitzen sobre unes estructures proteinaceas compactes que constitueixen l'eix cromosòmic central.
Sobre aquest eix es formarà el complex sinaptonémico (CS), que mantindrà units als cromosomes homòlegs en aparellament. Durant la Profase I, el complex sinaptonémico permetrà que els cromosomes homòlegs entrin en sinapsis.
En aquests estadis es podran formar punts de entecruzamiento, visibles com quiasmes, on es verificarà el procés de recombinació genètica. És a dir, de l'intercanvi físic entre les molècules d'ADN participants que defineix a l'paquitè.
profase II
A la profase II no la precedeix una síntesi prèvia d'ADN. Aquí es van heretar uns cromosomes dobles units pel mateix centròmer (doble). Això és així perquè la síntesi d'ADN, tant en mitosi com en meiosi, ocorre només en la fase S (de síntesi) de l'cicle cel·lular.
En aquesta segona divisió tindrem quatre meiocitos. Un meiocito és una cèl·lula producte d'una divisió meiòtica.
La profase II, per tant, estarà a càrrec de la separació de les cromàtides germanes dels cromosomes heretats de la profase I. Per tant, a la fi de l'procés meiòtic cada meiocito tindrà el conjunt haploide de cromosomes de l'espècie.
referències
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
- Goodenough, UW (1984) Genetics. WB Saunders Co Ltd, Philadelphia, PA, USA.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11th ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
- Ishiguro, K.-I. (2018) The cohesió complex in mammalian meiosi. Gens to Cells, doi: 10.1111 / gtc.12652
- Rasmussen, CG, Wright, AJ Müller, S. (2013) El rol dels the cytoskeleton and associated proteins in determination of the plant cell division plane. The Plant Journal, 75: 258-269.