Profaas

Mitoos toimub mitmes faasis. Profaas mitoosi algus. Profaasis esinevad häired takistavad rakkude jagunemise alustamist.

Mis on profaas?

Nii mitoos kui ka meioos saavad alguse profaasist. Rakkude jagunemine toimub mõlemal juhul. Kuid kui mitoosi korral kandub identne geneetiline materjal edasi tütarrakkudesse, siis meioosi korral toimub sugurakkude moodustumine geneetilise teabe vähendamise poole võrra.Kuid nagu tavalised keharakud, võivad ka meioosi ajal toodetud sugurakud jaguneda mitoosi kaudu.

Tegelik mitoos ei hõlma rakkude jagunemist, vaid seda iseloomustab identse geneetilise teabe suurendamise protsess koos uute rakutuumade moodustumisega. Tavaliselt on sellega ühendatud kogu raku jagunemine. Mõnel juhul toimub mitoos ilma raku edasise jagunemiseta (tsütokinees). Seejärel moodustuvad mitmetuumalised rakud, mis muu hulgas täidavad mitmesuguseid funktsioone vere moodustavas süsteemis uute rakkude moodustamisel.

Mitoosi käik jaguneb profaasiks, prometafaasiks, metafaasiks, anafaasiks ja telofaasiks. Profaas teenib alati mitoosi. Sageli loetakse prometafaasi profaasiks, kuna mõlema alafaasi protsessid kulgevad paralleelselt.

Funktsioon ja ülesanne

Profaas järgneb nn vahefaasile, milles reprodutseeritakse kromatiidi identne koopia ja see ühendatakse tsentromeeri kaudu identse õdekromatiidiga. Interfaasi lõpus valmistatakse ette mitoos. Selles faasis on kromatiin pakendatud lõdvalt ja näib niiditaolisena. Interfaas tähistab seega faasi kahe rakujagunemise vahel ja ei kuulu mitoosi.

Tegelik mitoos algab siis profaasiga, milles kromatiin kondenseerub üha enam läbi voldide. Nüüd saab valgusmikroskoobis avastada nähtavaid struktuure. Need kompaktsemad struktuurid muudavad kromatiini transporditavaks, nii et luuakse eeldused identsete kromatiidide jagamiseks järk-järgult tekkivateks rakupositsioonideks. Selles faasis koosnevad kromosoomid kahest identsest kromatiidist, mida hoitakse koos vähemalt ühes ahenemispunktis, mida nimetatakse ka tsentromeeriks. Kahe identse kromosoomi kromatiidi vahel on pikisuunaline vahe. Selles kompaktses vormis saab kromatiini transportida, kuid mitte enam lugeda. Seetõttu ei moodustu selle faasi ajal uusi valke. Selle jaoks vajalikud nukleoolid (tuumakehad) lahustuvad.

Samal ajal loob jagunemine kaks tsentrosoomi, millest igaüks asub tuuma vastasküljel ja seal hakkab arenema selle spindliseade. Spindel koosneb mikrotuubulitest, mis on polümerisatsiooni teel üles ehitatud tubuliini subühikutest.

Mitoosi edasistes faasides peavad need spindlikiud olema lahustumiseks kontaktis kromosoomide tsentromeetriga ja tõmbama kaks identset kromatiidi vastavatesse poolustesse. Spindlikiudude sinna jõudmiseks tuleb tuumaümbris kõigepealt ajutiselt lagundada. Tuumaümbris koosneb laminaadidest. Need lahustatakse fosforüülimise käigus. See juhtub prometafaasi ajal, mis on osaliselt osa faasist ja mida vaadeldakse osaliselt eraldi faasina.

Tsentromeerides on kinetokooridena tuntud valgu struktuurid, kuhu spindli kiud võivad dokkida. See loob kinetokoore mikrotuubulite struktuurid, mis on paigutatud poolkiududega paralleelselt ja vastutavad eraldatud kromatiidide hilisema transportimise eest poolustele. Selle faasi ajal valmistub spindliseade, kui tsentrosoomidest eralduvad tähtkiud puutuvad kokku tsütoskeleti teiste komponentidega. Nende struktuuride kogunemine põhjustab tsentrosoomide liikumist raku pooluste suunas üha kaugemale.

Prometafaasile järgnevas metafaasis on kromosoomid tsentreeritud. Järgnevas anafaasis eraldatakse tsentromeerides identsed kromatiidid. Viimane faas (telofaas) algab kromatiidide saabumisega postidesse ja lõpeb kromosoomide dekondenseerumisega.

Haigused ja tervisehäired

Rakkude jagunemine toimub nii ühe- kui ka mitmerakulistes organismides. Inimestel, loomadel ja taimedel on mitoos organismi kasvu ja üldise funktsioneerimise eeltingimus: vanad rakud surevad ja neid tuleb pidevalt uuendada. Mitoosi kontekstis võib aga juhtuda, et geneetilise materjali täiesti identseid koopiaid ei edastata. Need on niinimetatud mutatsioonid, mis võivad mõjutada vastloodud rakkude funktsionaalsust. Selle tagajärjeks võivad olla tõsised haigused. Vähk tekib ka rakkude jagunemise tühistamise tagajärjel geneetiliste muutuste või hormonaalsete talitlushäirete tõttu.

Kuid geneetilised muutused toimuvad peamiselt üksikute mitooside vahel interfaasis või anafaasis koos kromatiidide ebaõige eraldamisega. Mutatsioonide esinemine ei ole profaasis endas võimalik, kuna siin toimuvad kromosoomide kokkusurumise kaudu ainult struktuurimuutused.

Kuid katkestused profaasi ajal on alati saatuslikud, kuna need takistavad mitoosi algust. Rakkude jagunemine ei saanud enam aset leida. Vanad rakud lihtsalt surevad ja neid ei asendata enam uute rakkudega. Samuti pole teada kaasasündinud haigusi, mis põhineksid mitoosi ajal profaasi häiretel.