تفاوت اصلی – متافاز ۱ و متافاز ۲
متافاز یکی از چهار مرحله تقسیم هسته‌ای (nuclear division) در سلول‌های یوکاریوتی (eukaryotic cells) است. چهار مرحله تقسیم سلولی در یوکاریوت‌ها شامل پروفاز (prophase)، متافاز (metaphase)، آنافاز (anaphase) و تلوفاز (telophase) است. در طول متافاز، کروموزوم‌های یک سلول بیشترین فشردگی خود را پیدا می‌کنند. غشاء هسته تجزیه می‌شود و در متافاز، کروموزوم‌های متراکم در استوای سلول قرار می‌گیرند. استوای سلولی به صفحه متافاز یا صفحه استوایی گفته می‌شود. در میوز، دو تقسیم هسته‌ای، میوز ۱ و میوز ۲ برای تولید سلول‌های زایای دیپلوئید رخ می‌دهد. متافاز ۱ با میوز ۱ همراه است در حالی که متافاز ۲ با میوز ۲ مرتبط است. تفاوت اصلی بین متافاز ۱ و متافاز ۲ این است که در طول متافاز ۱، کروموزوم‌ها به صورت جفت‌های همولوگ در استوای یاخته ردیف می‌شوند ولی در طول متافاز ۲، کروموزوم‌های منفرد در استوا به رشته‌های دوک متصل می‌شوند.
متافاز ۱ چیست؟
در طول متافاز ۱، جفت‌های همولوگ کروموزوم (تتراد) به دوک میوز در صفحه متافاز متصل می‌شوند. قبل از متافاز ۱، کینتوکورها در اطراف سانترومر تشکیل می‌شوند. کینتوکور نوعی پروتئین است که سانترومر را به میکروتوبول‌های دوک متصل می‌کند. قطب‌های مخالف دارای سانتریول‌های سلول هستند. جفت‌های کروموزوم بسیار پیچیده و متراکم از طریق کینتوکورها به میکروتوبول‌های دوک میوز متصل می‌شوند. جفت‌های کروموزوم به دلیل تعادل قدرت کششی ایجاد شده توسط میکروتوبول‌ها به سمت قطب‌های مخالف، در فاصله مساوی از قطب‌ها قرار گرفته‌اند. میکروتوبول‌های یک قطب به kinetochoreهای یک کروموزوم، رو به آن قطب متصل می‌شوند. از طرف دیگر، میکروتوبول‌های قطب دیگر به کینتوکورهای کروموزوم دوم رو به قطب دوم متصل می‌شوند.
شکل ۲- متافاز ۲
متافاز ۲ چیست؟
متافاز ۲ بسیار شبیه متافاز در میتوز است. در طول متافاز ۲، کروموزوم‌های جداگانه در صفحه متافاز قرار می‌گیرند. کروموزوم‌های منفرد از طریق کینتوکورهای هر سانترومر به میکروتوبول‌های دوک میوز متصل می‌شوند. کروماتیدهای خواهر هر کروموزوم به دلیل قدرت کشش ایجاد شده توسط میکروتوبول‌ها از هم جدا می‌شوند. در متافاز ۲، صفحه متافاز ۹۰ درجه نسبت به صفحه متافاز تولید شده در متافاز I می‌چرخد.
شکل ۲- متافاز ۲
تفاوت بین متافاز ۱ و متافاز ۲
نقظه شروع
متافاز ۱: متافاز ۱ با میوز ۱ همراه است.
متافاز ۲: متافاز ۲ با میوز ۲ همراه است.
آرایش کروموزوم‌ها
متافاز ۱: تترادها در استوای متافاز مرتب شده اند.
متافاز ۲: تک کروموزوم‌ها در استوای متافاز قرار دارند.
چسبندگی کروموزوم‌ها
متافاز ۱: میکروتوبول‌های یک قطب به کینتوکورهای یکی از دو کروموزوم رو به یک قطب متصل می‌شوند.
متافاز ۲: میکروتوبول‌ها به کینتوکورهای سانترومر در دو طرف یک کروموزوم منفرد متصل می‌شوند.
نتیجه
متافاز ۱: تک کروموزوم‌ها در آنافاز ۱ به سمت قطب‌های مخالف حرکت می‌کنند.
متافاز ۲: یک جفت کروماتید خواهر به سمت قطب‌های مخالف در آنافاز ۲ حرکت می‌کنند.
صفحه متافاز
متافاز ۱: صفحه متافاز در فاصله مساوی با قطب‌های مخالف چیده شده است.
متافاز ۲: صفحه متافاز در مقایسه با متافاز ۱ ۹۰ درجه می‌چرخد.
نتیجه
در سیتوژنتیک کلاسیک، تجزیه و تحلیل کروموزوم‌های متافاز بسیار مهم است. اکثر کروموزوم‌های متراکم و پیچ خورده تولید شده در متافاز تجزیه و تحلیل را در این مرحله آسان می‌کند. سلول‌ها در کشت‌های کوتاه مدت را می‌توان در متافاز با استفاده از مهارکننده‌ها متوقف کرد.
منابع
- “Metaphase”. Learn Science at Scitable
- “Concept 5: Meiosis I: Metaphase I”. Pearson-The Biology page.
- “Metaphase 2”. Stages of Meiosis.
Image Courtesy:
- “Meiosis Stages” By Ali Zifan – Own work; Used information from Campbell Biology (10th Edition) by: Jane B. Reece & Steven A. Wasserman. (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
