Hva er cytokinesis og hvordan den oppstår?

De Cytokinesis Det er cytoplasma -partisjonsprosessen til en celle som resulterer i to datterceller under celledelingsprosessen. Det forekommer både ved mitose og i meiose og er vanlig i dyreceller.

Når det gjelder noen planter og sopp, finner cytokinesis ikke sted, siden disse organismer aldri deler cytoplasmaet. Cell reproduksjonssyklus kulminerer med partisjonen av cytoplasma gjennom cytocinesis -prosessen.

I en typisk dyrecelle forekommer cytokinesis under myitoseprosessen, men det kan være noen typer celler som osteoklaster som kan gå gjennom myitoseprosessen uten cytokinesis.

Cytocinesis -prosessen begynner under anafase og avsluttes under telofasen, og blir fullstendig utført på det tidspunktet neste grensesnitt begynner.

Telophase og cytocinesis stadium av mitose. Kilde: Kelvin Song CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0) via Wikimedia Commons,

Den første synlige endringen av cytokinesis i dyreceller blir tydelig når en divisjonsspor vises på celleoverflaten. Denne rillen blir raskt mer uttalt og utvides rundt cellen til delen helt i midten. 

I dyreceller og mange eukaryote celler er strukturen som følger med cytokinesisprosessen kjent som "kontraktil ring", et dynamisk sett sammensatt av aktinfilamenter, myosin II -filamenter og mange strukturelle og regulatoriske proteiner. Den er installert under plasmamembranen til cellen og trekker seg sammen for å dele den i to deler.

Ciliater som opplever cytokinesis. Kilde: Alpha Wolf CC av 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/3.0) via Wikimedia Commons

Det største problemet som en celle som går gjennom cytocinesis -prosessen, er forsikringen om at denne prosessen skjer til rett tid og sted. Siden skal cytokinesis ikke forekomme tidlig i mitosefasen eller kan avbryte riktig partisjon av kromosomer.

[TOC]

Mitotiske spindler og celledeling

Sammenligning av cytokinesisprosessen i plante- og dyreceller. Kilde: Mathilda Brinton CC av 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/4.0) via Wikimedia Commons,

Mitotiske spindler i dyr celler er ikke bare ansvarlige for å skille de resulterende kromosomene, de spesifiserer også plasseringen av den kontraktile ringen og derfor planet for celledeling.

Den kontraktile ringen har en ufravikelig form i metafaseplaten. Når det er i rett vinkel, strekker den seg langs den mitotiske spindelens akse, og sikrer at inndelingen skjer mellom de to settene med separate kromosomer.

Den delen av den mitotiske spindelen som spesifiserer divisjonsplanen kan variere avhengig av celletype. Forholdet mellom mikro -tubuli av spindelen og plasseringen av den kontraktile ringen har blitt studert mye av forskere.

Det kan tjene deg: Celledeling: Typer, prosesser og betydning

Disse har manipulert befruktede egg av marine virveldyr med det formål å observere hastigheten som sporene vises i cellene uten at vekstprosessen blir avbrutt.

Når cytoplasmaet er klar, kan spindelen lettere sees, samt sanntidens sanntid der den ligger i en ny stilling i den tidlige anafasetilstanden.

Asymmetrisk divisjon

I de fleste celler forekommer cytokinesis symmetrisk. Hos de fleste dyr dannes for eksempel den kontraktile ringen rundt stamcellens linje, slik at de to resulterende datterceller har samme størrelse og lignende egenskaper.

Denne symmetrien er mulig takket være plasseringen av den mitotiske spindelen, som har en tendens til å fokusere på cytoplasmaet ved hjelp av de astrale mikro -tubuli og proteinene som dis kan dem fra et sted til et annet.

Innenfor cytokinesis -prosessen er det mange variabler som må fungere synkront slik at den er vellykket. Imidlertid, når en av disse variablene endres, kan celler deles asymmetrisk, produsere to forskjellige datterceller og med et ulikt cytoplasmatisk innhold.

Vanligvis er de to dattercellene ment å utvikle seg annerledes. For å gjøre dette mulig, må stamcellen utskille noen bestemmende komponenter på destinasjonen til siden av cellen og deretter lokalisere divisjonsplanet slik at den indikerte dattercellen arver disse komponentene på divisjonstidspunktet.

For å plassere divisjonen asymmetrisk, må den mitotiske spindelen flyttes på en kontrollert måte i cellen som er i ferd med å dele.

Tilsynelatende er denne bevegelsen av spindelen rettet av endringer i regionale områder av cellebarken og av de lokaliserte proteinene som hjelper til med å fortrenge en av spindelpolene ved hjelp av astrale mikro -tubuli.

Kontraktil ring

I den grad astrale mikro -tubuli blir lengre og mindre dynamiske i deres fysiske respons, begynner den kontraktile ringen å bli opprettet under plasmamembranen.

Imidlertid forekommer mye av preparatet for cytokinesis tidligere i myitoseprosessen, selv før cytoplasma begynner å dele seg.

Kan tjene deg: Hva er spermatogonier og hvilke typer er det?

Under grensesnittet blir actin- og myosin II -filamenter kombinert og danner et kortikalt nettverk, og til og med i noen celler genererer store cytoplasmatiske bjelker som kalles stressfibre.

I den grad en celle begynner myitoseprosessen, blir disse ordningene demontert og mye av aktinet blir omorganisert og myosin II -filamenter frigjøres.

I den grad kromatider skilles under anafase, begynner myosin II å samle seg raskt for å lage den kontraktile ringen. Selv i noen celler er det nødvendig.

Når den kontraktile ringen er fullstendig bevæpnet, inneholder den mange proteiner som er forskjellige fra aktin og myosin II. De overlagrede matriser av actin og myosin II bipolare filamenter genererer den nødvendige kraften for å dele cytoplasma i to deler, i en prosess som ligner på hva de glatte muskelcellene ville utføre.

Imidlertid er måten den kontraktile ringkontraktene fremdeles er et mysterium. Tilsynelatende fungerer den ikke på grunn av en ledningsmekanisme med actin og myosin II -filamenter ved å bevege seg oppå hverandre, som skjelettmusklene ville.

Siden ringen trekker seg sammen, beholder den den samme stivheten gjennom hele prosessen. Dette betyr at antallet filamenter synker i meda som ringen lukkes.

Distribusjon av organeller i datterceller

Mytoseprosessen må sikre at hver av dattercellene får samme mengde kromosomer. Imidlertid, når en eukaryotisk celle er delt, må hver dattercelle også arve en serie essensielle cellulære komponenter, inkludert organellene som er låst inne i cellemembranen.

Cellulære organeller som mitokondrier og kloroplaster kan ikke genereres spontant fra deres individuelle komponenter, de kan bare oppstå fra veksten og inndelingen av eksisterende organeller.

Tilsvarende kan celler ikke produsere en ny endoplasmatisk retikulum, med mindre en del av det er til stede inne i cellemembranen.

Noen organeller som mitokondrier og kloroplaster er til stede mange i stamcellen, for å sikre at de to dattercellene arver dem tilfredsstillende.

Kan tjene deg: profase

Endoplasmatisk retikulum i cellegrensesnittperioden er kontinuerlig sammen med cellemembranen og er organisert av den cytoskeletiske mikro tubulus.

Etter å ha kommet inn i mytosefasen, frigjør omorganiseringen av mikro -tubuli det endoplasmatiske retikulum, som er fragmentert i den grad kjerneinnpakningen også er ødelagt. Golgi -apparatet er sannsynligvis også fragmentert, selv om det i noen celler ser ut til å være distribuert av retikulum for senere å dukke opp i telofasen.

Myitose uten cytokinesis

Selv om celledeling vanligvis blir fulgt av cytoplasma -divisjonen, er det noen unntak. Noen celler går gjennom flere celledelingsprosesser uten at cytoplasma er et spill.

For eksempel går Fruit Fly -embryoet gjennom 13 stadier av kjernefysisk inndeling før den cytoplasmatiske divisjonen finner sted, noe som resulterer i en stor celle med opptil 6000 kjerner.

Denne andre ordningen sikter.

Etter at denne raske kjernefysiske inndelingen finner sted, opprettes cellene rundt hver kjerne i en enkelt prosess med cytocinesis, kjent som cellurisering. De kontraktile ringene dannes på overflaten av cellene, og plasmamembranen strekker seg mot innsiden og passer for å omslutte hver kjerne

Prosessen med mitose uten cytokinesis forekommer også i noen typer pattedyrceller, for eksempel osteoklaster, trofoblaster og noen hepatocytter og hjertemuskelceller. Disse cellene vokser for eksempel på en multinuklær måte, og det samme vil de av noen sopp eller fruktflue.

Referanser

1. Alberts, f., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2002). Biologi av cellemolekylæren. 4. utgave. New York: Garland Science.
2. Biologi-online.org. (2017 12. mars). Biologi på nettet. Hentet fra cytokinesis: biologi-online.org.
3. Brill, J. TIL., Hime, g. R., Scharer-Schuksz, m., & Fuller, &. (2000).
4. Utdanning, n. (2014). Naturutdanning. Hentet fra cytokinesis: naturen.com.
5. Guertin, d. TIL., Trautmann, s., & McCollum, D. (Juni 2002). Hentet fra cytokinesis i eukaryoter: NCBI.NLM.NIH.Gov.
6. Rappaport, r. (nitten nittiseks). Cytokinesis i dyreceller. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, a. (2012). Mitose/cytokinesis. Akademisk presse.