Hvad er Cytokinesis og Hvordan produceres det?

den cytokinese er processen med at opdele cytoplasmaet i en celle, der resulterer i to datterceller under celledeling.

Det forekommer både i mitose og på meiosis og er almindelig i dyreceller. I tilfælde af nogle planter og svampe finder cytokinesis ikke sted, fordi disse organismer aldrig deler deres cytoplasma. Cyklussen for cellulær reproduktion kulminerer i parti af cytoplasma gennem cytokinesisprocessen.

I en typisk dyrecelle, cytokinese forekommer under mitose, dog kan der være nogle celletyper, såsom osteoklaster kan undergå mitose uden cytokinese (Biology-Online.org 2017 finder sted ).

Processen med cytokinesis begynder under anafasen og afsluttes under telofasen, der finder sted helt i det øjeblik, hvor den næste grænseflade starter.

Den første synlige ændring af cytokinesis i dyreceller bliver tydelig, når en opdelingsrille optræder på celleoverfladen. Denne fur bliver hurtigt mere udtalt og ekspanderer rundt om cellen indtil delen helt gennem midten. 

I dyreceller og mange eukaryote celler, den struktur, som ledsager processen med cytokinese kaldes "kontraktile ring", et dynamisk sæt bestående af actinfilamenter, myosin II og mange strukturelle og regulatoriske proteiner. Den er installeret under cellemas plasmamembranen og er kontraheret til at opdele den i to dele.

Det største problem, at en celle, der går gennem cytokinesisprocessen, skal stå over for, er, at denne proces foregår på det rigtige tidspunkt og sted. Siden må cytokinesis ikke forekomme tidligt i mitosefasen, eller det kan afbryde den korrekte fordeling af kromosomerne.

Mitotiske rygsøjler og celledeling

De mitotiske spindler i dyrene af celler er ikke alene ansvarlige for at adskille de resulterende kromosomer, de angiver også placeringen af ​​kontraktil ring og derfor celledivisionsplanet.

Kontraktilingen har en uvægerlig form i metafasepladen. Når den er i den rigtige vinkel, strækker den sig langs den mitotiske spindelakse, idet der sikres opdeling mellem de to sæt af separate kromosomer..

Den del af mitotiske spindlen, der angiver divisionens plan, kan variere afhængigt af typen af ​​celle. Forholdet mellem spindelmikro tubuli og placering af kontraktilringen er blevet studeret bredt af forskere.

Disse befrugtede æg har manipuleret marine hvirveldyr med henblik på at observere den hastighed, hvormed rillerne vises i celler uden vækstprocessen afbrydes (Guertin, Trautmann, & McCollum, 2002).

Når cytoplasma er klar, kan spindlen lettere ses såvel som det øjeblik i realtid, hvor den er placeret i en ny position i den tidlige anafase tilstand.

Asymmetrisk division

I de fleste celler forekommer cytokinesis symmetrisk. I de fleste dyr er for eksempel kontraktilringen dannet omkring ækvatorlinien i modercellen, således at de to resulterende datterceller har samme størrelse og lignende egenskaber.

Denne symmetri er muligt takket være placeringen af ​​mitotiske spindel, som har tendens til at fokusere på cytoplasmaet ved hjælp af astrale mikrotubuli og proteiner, der halan fra den ene side til den anden.

Inden for cytokinesisprocessen er der mange variabler, der skal fungere synkront, så det lykkes. Men når en af ​​disse variabler ændres, kan cellerne opdeles asymmetrisk og producerer to datterceller af forskellig størrelse og med et forskelligt cytoplasmatisk indhold (Uddannelse, 2014).

Normalt er de to datterceller bestemt til at udvikle sig anderledes. For at dette skal være muligt skal modercellen adskille nogle determinante komponenter af destinationen på den ene side af cellen og derefter lokalisere divisionsplanet, så den angivne dattercelle arver disse komponenter på tidspunktet for division..

For at positionere divisionen asymmetrisk skal den mitotiske spindel bevæges på en kontrolleret måde inden for cellen, der er i færd med at opdele.

Tilsyneladende er denne bevægelse af spindelen drevet af ændringer i cellulære cortexs regionale zoner og af lokaliserede proteiner, som hjælper med at forskyde en af ​​spindelpolerne ved hjælp af de astrale mikro-rør.

Contractile ring

I det omfang de astrale mikro-tubuli bliver længere og mindre dynamiske i deres fysiske reaktion begynder kontraktilringen at danne under plasmamembranen.

Imidlertid forekommer meget af præparatet til cytokinesi tidligere i mitoseprocessen, selv før cytoplasma begynder at opdele..

Under grænsefladen kombinerer aktin- og myosin II-filamenterne og danner et kortikalt netværk, og selv i nogle celler genererer de store cytoplasmatiske stråler kaldet stressfibre..

I det omfang en celle initierer mitoseprocessen, afvæbnes disse arrangementer, og meget af actinet omorganiseres, og myosin II-filamenterne frigives.

I det omfang kromatider adskilles under anafase begynder myosin II at ophobes hurtigt for at skabe kontraktilringen. Selv i nogle celler er det nødvendigt at anvende proteiner fra familien af ​​kinaser til at regulere sammensætningen af ​​både den mitotiske spindel og kontraktilringen..

Når kontraktilringen er fuldt bevæbnet, indeholder den mange forskellige proteiner til actin og myosin II. De overlejrede rækker af filamenter af actin og myosin II bipolar generere den nødvendige kraft til at opdele cytoplasmaet i to dele, i en proces svarende til den ville udføre glatte muskelceller (Rappaport, 1996).

Men den måde, hvorpå kontraktile ring kontrakter er stadig et mysterium. Det virker tilsyneladende ikke på grund af en ledningsmekanisme med aktin og myosin II filamenter, som bevæger sig oven på hinanden, som skelets muskler ville..

Da, når ringen samler, bevares den samme stivhed i hele processen. Dette betyder, at antallet af filamenter falder i medaen, hvor ringen lukker (Alberts, et al., 2002).

Fordeling af organeller i datterceller

Mitoseprocessen skal sikre, at hver af dattercellerne får samme antal kromosomer. Men når en eukaryot celle opdeles, skal hver dattercelle også arve en række essentielle cellulære komponenter, herunder organellerne indesluttet i cellemembranen..

Cellulære organeller som mitokondrier og chloroplaster kan ikke genereres spontant fra deres individuelle komponenter, de kan kun opstå ved vækst og opdeling af eksisterende organeller.

Ligeledes kan celler ikke danne et nyt endoplasmatisk retikulum, medmindre en del af den er til stede i cellemembranen.

Nogle organeller som mitochondrier og chloroplaster er til stede i et stort antal celler inden for modercellen for at sikre, at de to datterceller arver dem succesfuldt..

Det endoplasmatiske reticulum under cellen interface er kontinuerligt sammen med cellemembranen og er arrangeret af cytoskeletale micro tubulus (Brill, Hime, Schärer-Schuksz, & Fuller, 2000).

Efter at have kommet ind i mitosefasen frigøres omorganiseringen af ​​mikrotubuli det endoplasmatiske retikulum, der er fragmenteret i den udstrækning at kernehylsteret også bryder. Golgi-apparatet er også sandsynligvis fragmenteret, selv om det i nogle celler synes at være fordelt gennem retikulumet for senere at komme ind i telofasen..

Mitose uden cytokinesis

Selvom celledeling normalt følges af opdeling af cytoplasma, er der nogle undtagelser. Nogle celler går igennem adskillige processer af celledeling uden at cytoplasma deles.

F.eks. Går frugtflugens embryo gennem 13 faser af nukleare division inden den cytoplasmatiske deling finder sted, hvilket resulterer i en stor celle med op til 6000 kerner..

Dette arrangement er primært rettet mod at accelerere den tidlige udviklingsproces, da cellerne ikke skal tage så lang tid at gå gennem alle stadier af celledeling involveret i cytokinesis..

Efter denne hurtige atomafdeling finder sted, skabes cellerne omkring hver kerne i en enkelt cytokinesisproces, kendt som celurisering. De kontraktile ringe er dannet på overfladen af ​​cellerne, og plasmamembranen strækker sig indad og justerer sig for at omslutte hver kerne

Processen med mitose uden cytokinesis forekommer også i nogle typer af pattedyrsceller, såsom osteoklaster, trofoblaster og nogle hepatocytter og hjertemuskelceller. Disse celler vokser for eksempel på en multuklear måde, ligesom nogle svampe eller frugten flyver (Zimmerman, 2012).

referencer

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4. udgave. New York: Garland Science.
2. Biology-Online.org. (12. marts 2017). Biologi Online. Opnået fra Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, J.A., Hime, G.R., Scharer-Schuksz, M. & Fuller, &. (2000).
4. Uddannelse, N. (2014). Naturuddannelse. Opnået fra cytokinesis: nature.com.
5. Guertin, D. A., Trautmann, S., & McCollum, D. (juni 2002). Hentet fra Cytokinesis i Eukaryoter: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Cytokinesis i dyreceller. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitose / Cytokinesis. Academic Press.