Metafase

La división nuclear (mitosis) de células de organismos eucariotas con replicación del ADN se puede dividir en cuatro fases principales. La segunda fase principal se llama Metafase en el curso del cual los cromosomas se contraen en espiral y se colocan en el plano ecuatorial aproximadamente a la misma distancia a ambos polos opuestos. Las fibras del huso están conectadas a los centrómeros de los cromosomas de ambos polos.

¿Qué es la metafase?

La metafase es la segunda de un total de cuatro fases principales en las que se puede dividir la división del núcleo de las células eucariotas, llamada mitosis. Durante la metafase, la disposición de los cromosomas en el llamado plano ecuatorial o placa de metafase es característica.

Cada cromosoma consta de cuatro cromátidas, dos de las cuales son "idénticas". Las cromátidas se mantienen unidas inicialmente por su centrómero común. Se forman pequeñas estructuras de proteínas en los centrómeros, a los que se unen las fibras de los polos del huso para tirar de las cromátidas hermanas hacia los polos opuestos. La separación de las cromátidas ya es parte de la anafase que sigue a la metafase.

Durante la metafase se realizan todos los preparativos necesarios para desprender las cromátidas de los centrómeros para poder ser atraídas hacia los polos. Solo cuando todos los centrómeros están conectados con las fibras polares o microtúbulos correspondientes, se liberan los enlaces de las cromátidas en su centrómero para que comience su desplazamiento hacia el polo respectivo.

Función y tarea

En el cuerpo humano existe una necesidad constante de crecimiento basado en la reproducción celular, que en su mayoría sigue el principio de división celular. En las células nucleadas de organismos individuales y multicelulares (eucariotas), las divisiones incluyen la división del citoplasma y sus núcleos celulares.

Las dos células hijas producidas durante la división son idénticas en sus conjuntos de cromosomas diploides con la "célula madre" respectiva, de modo que el crecimiento de ciertos tejidos en el cuerpo es teóricamente ilimitado sobre la base de la división celular no sexual, siempre que el proceso de división no sea interrumpido o terminado por sustancias inhibidoras del crecimiento.

El proceso de división celular también está relacionado con el proceso de división nuclear, que se conoce como mitosis. Dentro de la mitosis, la segunda de un total de cuatro fases principales se conoce como metafase. Es un vínculo importante en el proceso de división central. La metafase es importante para colocar las cromátidas del doble juego de cromosomas en el plano ecuatorial o metaplaca de modo que puedan ser arrastradas por los filamentos de microtúbulos en la dirección de los dos polos en la anafase subsiguiente.

Una función particularmente importante de la metafase es verificar (punto de control) y monitorear las fibras del huso (microtúbulos) que emanan de los polos. Debe asegurarse que los microtúbulos estén conectados al centrómero "correcto". Esto asegura que los dos juegos de cromosomas que se agrupan en los polos durante la anafase posterior sean absolutamente idénticos. Esto solo se puede lograr teniendo una cromátida de un cromosoma en cada uno de los dos polos después de que el núcleo se haya dividido.

Si, por ejemplo, se encontraran dos cromátidas hermanas idénticas en uno de los dos polos y faltaran en el otro polo, esto conduciría a perturbaciones considerables con la imposibilidad de un mayor crecimiento celular o un crecimiento descontrolado. En el caso de las células del parénquima, se produciría una pérdida de la funcionalidad específica de las células.

Enfermedades y dolencias

La mitosis representa un proceso muy complejo que implica el riesgo de errores en la replicación de las cadenas de ADN y la distribución de las cromátidas en los dos polos, con consecuencias a veces de gran alcance. Por ejemplo, la unión "incorrecta" de los microtúbulos a los cinetocoros de los centrómeros puede ocurrir con relativa frecuencia. Por ejemplo, ciertos cinetocoros pueden permanecer libres, es decir, no conectados a un microtúbulo, o ambas cromátidas están conectadas a microtúbulos del mismo polo en sus centrómeros. Una de las funciones más importantes de la metafase consiste en comprobar la unión "correcta" y completa de los microtúbulos al cinetocoro.

La separación de los cromosomas en la anafase normalmente solo se libera cuando la verificación de las fibras del huso es exitosa y todos los cinetocoros señalan la conexión correcta. El punto de control mitótico es implementado por un grupo de proteínas especializadas que suprimen o efectúan la transición a la anafase si la adhesión no corresponde al valor objetivo. El proceso es algo comparable a una parada en boxes en una carrera de Fórmula 1, cuando los cuatro instaladores tienen que informar de la finalización después de cambiar las ruedas antes de que el piloto de Fórmula 1 pueda comenzar de nuevo.

Otro problema mayor surge cuando se cometen errores al romper las hebras de ADN. Esto puede conducir a una pérdida de función de las células y a mitosis adicionales de ejecución continua, rápida o lenta que ya no reaccionan a los inhibidores del crecimiento del propio cuerpo. El crecimiento desinhibido caracteriza a los tumores benignos (benignos) o malignos (malignos).

Pueden surgir otros problemas de la metilación del ADN. Cuando las hebras de ADN se dividen, la actividad de las metiltransferasas de ADN puede conducir a la adición de grupos metilo (-CH3) al ADN. El proceso no corresponde a una mutación genética en el sentido convencional, pero sí corresponde a un cambio epigenético en el gen afectado. La "metilación del gen" generalmente conduce a cambios fenotípicamente reconocibles en el individuo afectado y en su mayoría se transmite a la siguiente generación de células, similar a una herencia.

No se ha investigado adecuadamente hasta qué punto el desarrollo de tumores benignos y malignos y la metilación del ADN se remonta a procesos dentro de la metafase.