Plik cytokineza Jest to proces podziału cytoplazmy komórki, w wyniku którego powstają dwie komórki potomne podczas procesu podziału komórki. Występuje zarówno w mitozie, jak i mejozie i jest powszechny w komórkach zwierzęcych.
W przypadku niektórych roślin i grzybów cytokineza nie zachodzi, ponieważ organizmy te nigdy nie dzielą swojej cytoplazmy. Cykl reprodukcji komórek kończy się podziałem cytoplazmy w procesie cytokinezy.
W typowej komórce zwierzęcej cytokineza zachodzi podczas procesu mitozy, jednak mogą istnieć pewne typy komórek, takie jak osteoklasty, które mogą przejść proces mitozy bez zachodzenia cytokinezy..
Proces cytokinezy rozpoczyna się podczas anafazy i kończy podczas telofazy, zachodząc całkowicie w momencie rozpoczęcia kolejnego interfejsu..
Pierwsza widoczna zmiana w cytokinezy w komórkach zwierzęcych uwidacznia się, gdy na powierzchni komórki pojawia się rowek podziałowy. Ten rowek szybko staje się wyraźniejszy i rozszerza się wokół komórki, aż część całkowicie przechodzi przez środek.
W komórkach zwierzęcych i wielu komórkach eukariotycznych struktura towarzysząca procesowi cytokinezy jest znana jako „pierścień kurczliwy”, dynamiczny zespół składający się z filamentów aktyny, włókien miozyny II i wielu białek strukturalnych i regulatorowych. Osiada pod błoną plazmatyczną komórki i kurczy się, dzieląc ją na dwie części.
Największym problemem, przed którym stoi komórka przechodząca proces cytokinezy, jest zapewnienie, że proces ten zachodzi we właściwym czasie i miejscu. Ponieważ cytokineza nie może wystąpić wcześnie w fazie mitozy lub może zakłócić prawidłowy podział chromosomów.
Indeks artykułów
Wrzeciona mitotyczne w komórkach zwierzęcych są odpowiedzialne nie tylko za oddzielanie powstałych chromosomów, ale także określają lokalizację pierścienia kurczliwego, a tym samym płaszczyznę podziału komórki.
Pierścień kurczliwy ma niezmienny kształt w płaszczyźnie płytki metafazowej. Pod odpowiednim kątem przebiega wzdłuż osi wrzeciona mitotycznego, zapewniając podział między dwoma oddzielnymi zestawami chromosomów..
Część wrzeciona mitotycznego, która określa płaszczyznę podziału, może się różnić w zależności od typu komórki. Zależność między mikrotubulami wrzeciona a umiejscowieniem kurczącego się pierścienia była szeroko badana przez naukowców.
Manipulowali zapłodnionymi jajami kręgowców morskich, aby obserwować szybkość, z jaką pojawiają się rowki w komórkach bez przerywania procesu wzrostu..
Gdy cytoplazma jest czysta, wrzeciono można lepiej zobaczyć, a także moment w czasie rzeczywistym, w którym znajduje się w nowej pozycji we wczesnym stanie anafazy.
W większości komórek cytokineza zachodzi symetrycznie. Na przykład u większości zwierząt pierścień kurczliwy tworzy się wokół linii równika komórki macierzystej, tak że powstałe w ten sposób dwie komórki potomne mają ten sam rozmiar i podobne właściwości..
Ta symetria jest możliwa dzięki umiejscowieniu wrzeciona mitotycznego, które ma tendencję do skupiania się na cytoplazmie za pomocą mikrotubul astralnych i białek, które ciągną je z jednej strony na drugą..
W procesie cytokinezy istnieje wiele zmiennych, które muszą działać synchronicznie, aby odnieść sukces. Jednak gdy zmienia się jedna z tych zmiennych, komórki mogą dzielić się asymetrycznie, tworząc dwie komórki potomne o różnej wielkości i odmiennej zawartości cytoplazmatycznej..
Zwykle przeznaczeniem dwóch komórek potomnych jest inny rozwój. Aby było to możliwe, komórka macierzysta musi wydzielać określone składniki losu na jedną stronę komórki, a następnie tak zlokalizować płaszczyznę podziału, aby wskazana komórka potomna dziedziczyła te składniki w momencie podziału..
Aby ustawić podział asymetrycznie, wrzeciono mitotyczne musi być poruszane w kontrolowany sposób w komórce, która ma się podzielić..
Najwyraźniej ten ruch wrzeciona jest napędzany zmianami w regionalnych obszarach kory komórkowej i zlokalizowanymi białkami, które pomagają przesunąć jeden z biegunów wrzeciona za pomocą mikrotubul astralnych..
Gdy astralne mikrotubule stają się dłuższe i mniej dynamiczne w swojej fizycznej odpowiedzi, pod błoną plazmatyczną zaczyna się tworzyć kurczliwy pierścień..
Jednak większość przygotowań do cytokinezy zachodzi wcześniej w procesie mitozy, nawet zanim cytoplazma zacznie się dzielić..
Podczas połączenia filamenty aktyny i miozyny II łączą się, tworząc sieć korową, a nawet w niektórych komórkach generują duże wiązki cytoplazmatyczne zwane włóknami stresowymi..
Gdy komórka inicjuje proces mitozy, układy te ulegają rozpadowi i duża część aktyny ulega rearanżacji, a włókna miozyny II są uwalniane..
Gdy chromatydy rozdzielają się podczas anafazy, miozyna II zaczyna się szybko gromadzić, tworząc kurczliwy pierścień. W niektórych komórkach konieczne jest nawet użycie białek z rodziny kinaz do regulacji składu zarówno wrzeciona mitotycznego, jak i pierścienia kurczliwego..
Kiedy pierścień kurczliwy jest w pełni złożony, zawiera wiele białek innych niż aktyna i miozyna II. Zachodzące na siebie matryce dwubiegunowych włókien aktyny i miozyny II generują siłę niezbędną do podzielenia cytoplazmy na dwie części, w procesie podobnym do tego, który jest wykonywany przez komórki mięśni gładkich..
Jednak sposób, w jaki kurczący się pierścień kurczy się, pozostaje tajemnicą. Wydaje się, że nie działa ze względu na mechanizm sznurkowy z włóknami aktyny i miozyny II poruszającymi się jeden na drugim, tak jak robią to mięśnie szkieletowe..
Odkąd pierścień kurczy się, zachowuje tę samą sztywność w trakcie całego procesu. Oznacza to, że liczba włókien zmniejsza się, gdy pierścień się zamyka..
Proces mitozy musi zapewnić, że każda z komórek potomnych otrzyma taką samą liczbę chromosomów. Jednak gdy komórka eukariotyczna dzieli się, każda komórka potomna musi również odziedziczyć szereg niezbędnych składników komórkowych, w tym organelle zamknięte w błonie komórkowej..
Organelle komórkowe, takie jak mitochondria i chloroplasty, nie mogą powstać spontanicznie z ich poszczególnych składników, mogą powstać jedynie w wyniku wzrostu i podziału wcześniej istniejących organelli.
Podobnie komórki nie mogą tworzyć nowej retikulum endoplazmatycznego, chyba że jego część znajduje się w błonie komórkowej..
Niektóre organelle, takie jak mitochondria i chloroplasty, są obecne w wielu formach w komórce macierzystej, aby zapewnić, że dwie komórki potomne z powodzeniem je odziedziczą.
Retikulum endoplazmatyczne podczas okresu międzyfazowego jest stale wraz z błoną komórkową i jest organizowane przez mikrotubule cytoszkieletu.
Po wejściu w fazę mitozy reorganizacja mikrotubul powoduje uwolnienie retikulum endoplazmatycznego, który ulega fragmentacji wraz z rozerwaniem otoczki jądra. Aparat Golgiego jest prawdopodobnie również rozdrobniony, chociaż w niektórych komórkach wydaje się, że był rozprowadzany przez siateczkę, a później pojawił się w telofazie..
Chociaż po podziale komórki zwykle następuje podział cytoplazmy, są pewne wyjątki. Niektóre komórki przechodzą różne procesy podziału bez uszkodzenia cytoplazmy.
Na przykład zarodek muszki owocówki przechodzi 13 etapów podziału jądra, zanim nastąpi podział cytoplazmatyczny, w wyniku czego powstaje duża komórka z nawet 6000 jąder..
To ustawienie ma głównie na celu przyspieszenie wczesnego procesu rozwoju, ponieważ przejście przez wszystkie etapy podziału komórki, z którymi wiąże się cytokineza, nie trwa tak długo..
Po tym szybkim podziale jądra komórki powstają wokół każdego jądra w pojedynczym procesie cytokinezy, znanym jako celuryzacja. Na powierzchni komórek tworzą się skurczowe pierścienie, a błona plazmatyczna rozciąga się do wewnątrz i dostosowuje się, aby otoczyć każde jądro.
Niecytokinezowy proces mitozy występuje również w niektórych typach komórek ssaków, takich jak osteoklasty, trofoblasty oraz niektóre hepatocyty i komórki mięśnia sercowego. Te komórki, na przykład, rosną w sposób wielojądrowy, podobnie jak komórki niektórych grzybów lub muszki owocówki..
Jeszcze bez komentarzy