Ce este Cytokinesis și cum este produs?

cytokinesis este procesul de divizare a citoplasmei unei celule care are ca rezultat două celule fiice în timpul procesului de diviziune celulară.

Apare atât în ​​mitoză, cât și în meioză și este comună în celulele animale. În cazul unor plante și ciuperci, citokineza nu are loc, deoarece aceste organisme nu își divizează niciodată citoplasma. Ciclul reproducerii celulare culminează în divizarea citoplasmei prin procesul de citokineză.

Într-o celulă de animal tipic, cytokinesis apare în timpul mitozei, cu toate acestea, pot exista unele tipuri de celule, cum ar fi osteoclaste pot suferi mitoză fără cytokinesis (Biology-Online.org 2017 are loc ).

Procesul de citokineză începe în timpul anafazei și se încheie în timpul telofazei, care are loc complet în momentul în care începe următoarea interfață.

Prima schimbare vizibilă a citokinezei în celulele animale devine evidentă atunci când pe suprafața celulei apare o brăzdare divizată. Acest canal devine rapid mai pronunțat și se extinde în jurul celulei până când partea este complet în mijloc.

In celulele animale si multe celule eucariote, structura care însoțește procesul de cytokinesis numit „inel contractila“, un set dinamic alcătuit din filamente de actină, miozină II și multe proteine ​​structurale și de reglementare. Acesta este instalat sub membrana plasmatică a celulei și se contractează pentru al împărți în două părți.

Cea mai mare problemă pe care trebuie să o facă o celulă care trece prin procesul de citokineză este asigurarea că acest proces are loc la momentul și locul potrivit. Deoarece citokineza nu trebuie să apară devreme în timpul fazei de mitoză sau poate întrerupe divizarea corectă a cromozomilor.

Mijloacele spinării și diviziunea celulară

Axele mitotice din celulele animalelor nu sunt singurele responsabile pentru separarea cromozomilor rezultate, ele specifică și locația inelului contractil și, prin urmare, planul diviziunii celulare.

Inelul contractil are o formă invariabilă în planul plăcii metafazice. Când se află la un unghi corect, se extinde de-a lungul axei axului mitotic, asigurând împărțirea între cele două seturi de cromozomi separați.

Partea axului mitotic care specifică planul diviziunii poate varia în funcție de tipul de celulă. Relația dintre microtubulele de arbore și locația inelului contractil a fost larg studiată de oamenii de știință.

Aceste ouă fertilizate au manipulat animale vertebrate marine în scopul respectării vitezei cu care apar canelurile în celulele fără procesul de creștere este întrerupt (Guertin, Trautmann, & McCollum, 2002).

Atunci când citoplasma este clară, arborele poate fi văzut mai ușor, precum și momentul în timp real, în care este situat într-o nouă poziție în starea anafază timpurie.

Diviziune asimetrică

În cele mai multe celule, citokineza are loc simetric. La majoritatea animalelor, de exemplu, inelul contractil este format în jurul liniei ecuator a celulei părinte, astfel încât cele două celule fiice rezultate să aibă aceeași dimensiune și proprietăți similare.

Aceasta simetrie este posibil datorită localizarea fusului mitotic, care tinde să se concentreze pe citoplasma cu ajutorul microtubuli astrale și proteine ​​fiind tras dintr-o parte în alta.

În cadrul procesului de citokineză există multe variabile care trebuie să funcționeze în mod sincron pentru a avea succes. Cu toate acestea, atunci când una dintre aceste variabile se modifică, celulele pot fi împărțite asimetric, producând două celule fiice de dimensiuni diferite și cu un conținut citoplasmatic diferit (Education, 2014).

De obicei, cele două celule fiice sunt destinate să se dezvolte diferit. Pentru a face acest lucru posibil, celula stem ar trebui secreta unele componente cheie ale sorții deoparte celulei și apoi localizați planul împărțind astfel încât celula fiica moștenește aceste componente indicate în momentul diviziunii.

Pentru a poziționa diviziunea asimetric, axul mitotic trebuie mutat într-o manieră controlată în interiorul celulei care urmează să se împartă.

Aparent, această mișcare a arborelui este determinată de schimbări în zonele regionale ale cortexului de celule si proteine ​​care ajuta localizate disloca unul dintre polii axului cu ajutorul microtubuli astrale.

Inel contractil

În măsura în care micro tubulii astrali devin mai lungi și mai puțin dinamici în răspunsul lor fizic, inelul contractil începe să se formeze sub membrana plasmatică.

Cu toate acestea, o mare parte din pregătirea pentru citokineză are loc mai devreme în procesul de mitoză, chiar înainte ca citoplasma să înceapă să se divizeze.

În timpul interfeței, filamentele actin și myosin II combină și formează o rețea corticală și chiar și în unele celule generează grinzi mari citoplasmatice numite fibre de stres.

În măsura în care o celulă inițiază procesul de mitoză, aceste aranjamente sunt dezarmate și o mare parte din actină este rearanjată și filamentele miozinei II sunt eliberate.

În măsura în care cromatidele se separă în timpul anafazei, miozina II începe să se acumuleze rapid pentru a crea inelul contractil. Chiar și în unele celule, este necesar să se utilizeze proteine ​​din familia kinazelor pentru a regla compoziția atât a fusului mitotic cât și a inelului contractil.

Atunci când inelul contractil este complet înarmat, acesta conține multe proteine ​​diferite față de actin și myosin II. Șirurile suprapuse de filamente de actină și miozină II bipolare genera necesare pentru a diviza citoplasmă în două părți, într-un mod similar ar realiza celulele musculare netede (Rappaport, 1996), forța de proces.

Cu toate acestea, modul în care contractele inel contractile este încă un mister. Se pare că nu funcționează ca urmare a unui mecanism cordon cu filamente de actină și miozină II care se deplasează unul peste altul, la fel ca și mușchii scheletici.

Deoarece, atunci când inelul contractează, își păstrează aceeași rigiditate pe tot parcursul procesului. Aceasta inseamna ca numarul de filamente scade in medalia in care inelul se inchide (Alberts, et al., 2002).

Distribuția organelurilor în celulele fiice

Procesul de mitoză trebuie să asigure că fiecare dintre celulele fiice primește același număr de cromozomi. Totuși, atunci când o celulă eucariotă se împarte, fiecare celula fiică trebuie să moștenească și o serie de componente celulare esențiale, inclusiv organele închise în membrana celulară.

Organite celulare, cum ar fi mitocondriile și cloroplastele nu pot fi generate spontan doar din componentele individuale pot apărea din creșterea și diviziunea organite preexistente.

De asemenea, celulele nu pot face un nou reticul endoplasmic, cu excepția cazului în care o parte este prezentă în membrana celulară.

Unele organele cum ar fi mitocondriile și cloroplastele sunt prezente într-un număr mare în celula mamă, pentru a se asigura că cele două celule fiice le moștenesc cu succes.

Reticulului endoplasmatic în timpul interfața celulei este în mod continuu, împreună cu membrana celulară și este organizat de tubilor micro citoscheletic (Brill, Hime, Schärer-Schuksz, & Fuller, 2000).

După intrarea în faza de mitoză, reorganizarea microtubulilor eliberează reticulul endoplasmic, fragmentat în măsura în care plicul de bază se rupe. Aparatul Golgi este, de asemenea, probabil fragmentat, deși în unele celule pare să fie distribuit prin reticul și ulterior să iasă în telofază.

Mitoza fără citokineză

Deși diviziunea celulară este de obicei urmată de divizarea citoplasmei, există câteva excepții. Unele celule trec prin mai multe procese de diviziune celulară fără ca citoplasma să fie împărțită.

De exemplu, embrionul zbura de fructe trece prin 13 etape de diviziune nucleară înainte de împărțirea citoplasmatic are loc, rezultând într-o mare nuclee de celule cu până la 6000.

Acest aranjament vizează în principal accelerarea procesului de dezvoltare timpurie, deoarece celulele nu trebuie să dureze atât de mult pentru a trece prin toate etapele de diviziune celulară implicate în citokineză.

După ce are loc această divizare nucleară rapidă, celulele sunt create în jurul fiecărui nucleu într-un singur proces de citokineză, cunoscut sub numele de celulozare. Inelurile contractile sunt formate pe suprafața celulelor, iar membrana plasmatică se extinde spre interior și se adaptează pentru a închide fiecare nucleu

Mitozei fără cytokinesis apare, de asemenea, în anumite tipuri de celule de mamifere, cum ar fi osteoclaste, trofoblastele, și unele hepatocite și celulele musculare cardiace. Aceste celule, de exemplu, cresc într-o manieră multinucleară, cum ar fi niște ciuperci sau zbura de fructe (Zimmerman, 2012).

referințe

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., și Walter, P. (2002). Biologie moleculară a celulei. Ediția a 4-a. New York: Știința Garland.
2. Biology-Online.org. (12 martie 2017). Biologie online. Obținut de la Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, J. A., Hime, G. R., Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Educație, N. (2014). Educație în natură. Obținut din citokineză: nature.com.
5. Guertin, D. A., Trautmann, S., & McCollum, D. (iunie 2002). Recuperat de la Cytokinesis in Eukaryotes: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Citokineza în celulele animale. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitoză / Citokineză. Academic Press.