Wat is cytokinese en hoe het gebeurt?

De cytokinese Het is het cytoplasma -partitieproces van een cel die resulteert in twee dochtercellen tijdens het celdelingsproces. Het komt zowel voor bij mitose als bij meiose en is gebruikelijk in dierencellen.

In het geval van sommige planten en schimmels vindt cytokinese niet plaats, omdat deze organismen hun cytoplasma nooit verdelen. De celreproductiecyclus culmineert met de verdeling van cytoplasma door het cytocinese -proces.

In een typische diercel treedt cytokinese op tijdens het myitoseproces, maar er kunnen sommige soorten cellen zijn, zoals osteoclasten die zonder cytokinese door het myitoseproces kunnen gaan.

Het cytocinese -proces begint tijdens anafase en wordt tijdens de telofase afgesloten, en wordt volledig uitgevoerd op het moment dat de volgende interface begint.

Het stadium van de telofase en cytocinesis van mitose. Bron: Kelvin Song CC door 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0) Via Wikimedia Commons,

De eerste zichtbare verandering van cytokinese in dierlijke cellen wordt duidelijk wanneer een divisiegroef op het celoppervlak verschijnt. Deze groove wordt snel meer uitgesproken en breidt zich uit rond de cel totdat het onderdeel volledig in het midden. 

In diercellen en vele eukaryotische cellen staat de structuur die gepaard gaat met het cytokinese -proces bekend als "contractiele ring", een dynamische set samengesteld uit actinefilamenten, myosine II -filamenten en vele structurele en regulerende eiwitten. Het is geïnstalleerd onder het plasmamembraan van de cel en contracteert om het in twee delen te verdelen.

Ciliates die cytokinese ervaren. Bron: de Alpha Wolf CC tegen 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/3.0) Via Wikimedia Commons

Het grootste probleem dat een cel die het cytocinese -proces doorloopt, is de zekerheid dat dit proces op het juiste moment en plaats plaatsvindt. Sindsdien mag cytokinese niet vroeg optreden tijdens de mitosefase of de juiste verdeling van chromosomen onderbreken.

[TOC]

Mitotische spindels en celdeling

Vergelijking van het cytokinese -proces in planten- en diercellen. Bron: Mathilda Brinton CC door 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons,

Mitotische spillen in dierencellen zijn niet alleen verantwoordelijk om de resulterende chromosomen te scheiden, ze specificeren ook de locatie van de contractiele ring en daarom het vlak van celdeling.

De contractiele ring heeft een onveranderlijke vorm in de plaque van de metafaseplaat. Wanneer het zich in de rechterkant bevindt, strekt het zich uit langs de as van de mitotische spindel, waardoor de divisie plaatsvindt tussen de twee sets van afzonderlijke chromosomen.

Het deel van de mitotische spil dat het vlak van de divisie specificeert, kan variëren, afhankelijk van het celtype. De relatie tussen de micro -tubuli van de spil en de locatie van de contractiele ring is breed bestudeerd door wetenschappers.

Het kan u van dienst zijn: Celdeling: Typen, processen en belang

Deze hebben gemanipuleerde bevruchte eieren van mariene gewervelde dieren met als doel de snelheid te observeren waarmee de groeven in de cellen verschijnen zonder dat het groeiproces wordt onderbroken.

Wanneer het cytoplasma duidelijk is, kan de spil gemakkelijker worden gezien, evenals de realtime tijd waarin deze zich in een nieuwe positie bevindt in de vroege anafasetoestand.

Asymmetrische divisie

In de meeste cellen komt cytokinese symmetrisch voor. Bij de meeste dieren wordt bijvoorbeeld de contractiele ring gevormd rond de lijn van de stamcel, zodat de twee resulterende dochtercellen dezelfde grootte en vergelijkbare eigenschappen hebben.

Deze symmetrie is mogelijk dankzij de locatie van de mitotische spindel, die de neiging heeft zich te concentreren op het cytoplasma met behulp van de astrale micro -tubuli en de eiwitten die ze van de ene plaats naar de andere nakken.

Binnen het cytokinese -proces zijn er veel variabelen die synchroon moeten werken, zodat het succesvol is. Wanneer een van deze variabelen echter verandert, kunnen cellen asymmetrisch worden verdeeld, waardoor twee verschillende dochtercellen worden geproduceerd en met een ongelijk cytoplasmatisch gehalte.

Meestal zijn de twee dochtercellen bedoeld om zich anders te ontwikkelen. Om dit mogelijk te maken, moet de stamcel enkele bepalende componenten van de bestemming aan de zijkant van de cel afscheiden en vervolgens het divisievlak vinden zodat de aangegeven dochtercel deze componenten erft ten tijde van de verdeling.

Om de divisie asymmetrisch te positioneren, moet de mitotische spindel op een gecontroleerde manier worden verplaatst in de cel die op het punt staat te verdelen.

Blijkbaar wordt deze beweging van de spil geleid door veranderingen in regionale gebieden van de celcortex en door de gelokaliseerde eiwitten die helpen een van de spindelpalen te verplaatsen met behulp van astrale micro tubuli.

Contractiele ring

Voor zover astrale micro -tubuli langer en minder dynamisch worden in hun fysieke reactie, begint de contractiele ring te worden gecreëerd onder het plasmamembraan.

Veel van de voorbereiding op cytokinese vindt echter eerder plaats in het myitoseproces, zelfs voordat het cytoplasma begint te verdelen.

Kan u van dienst zijn: wat zijn spermatogonia's en welke typen zijn er?

Tijdens de interface worden actine- en myosine II -filamenten gecombineerd en genereren ze een corticaal netwerk, en zelfs in sommige cellen, genereren grote cytoplasmatische stralen genaamd stressvezels.

Voor zover een cel het myitoseproces begint, worden deze regelingen gedemonteerd en veel van de actine worden gereorganiseerd en worden myosin II -filamenten vrijgegeven.

Voor zover chromatiden worden gescheiden tijdens anafase, begint myosine II zich snel te verzamelen om de contractiele ring te creëren. Zelfs in sommige cellen is het noodzakelijk.

Wanneer de contractiele ring volledig gewapend is, bevat deze veel eiwitten die verschillen van actine en myosine II. De bovenopgelegen matrices van actine en myosine II bipolaire filamenten genereren de nodige kracht om het cytoplasma in twee delen te verdelen, in een proces vergelijkbaar met wat de gladde spiercellen zouden presteren.

De manier waarop de contractiele ringcontracten zijn, is echter nog steeds een mysterie. Blijkbaar werkt het niet vanwege een koordmechanisme met actine- en myosine II -filamenten door bovenop elkaar te bewegen, zoals de skeletspieren zouden doen.

Omdat, wanneer de ring samentrekt, deze tijdens het hele proces dezelfde stijfheid behoudt. Dit betekent dat het aantal filamenten afneemt in de Meda waarin de ring sluit.

Verdeling van organellen in dochtercellen

Het mythoseproces moet ervoor zorgen dat elk van de dochtercellen dezelfde hoeveelheid chromosomen ontvangt. Wanneer echter een eukaryotische cel is verdeeld, moet elke dochtercel ook een reeks essentiële cellulaire componenten erven, waaronder de organellen die in het celmembraan zijn vergrendeld.

Cellulaire organellen zoals mitochondria en chloroplasten kunnen niet spontaan worden gegenereerd uit hun individuele componenten, ze kunnen alleen voortkomen uit de groei en verdeling van pre -bestaande organellen.

Evenzo kunnen cellen geen nieuw endoplasmatisch reticulum produceren, tenzij een deel ervan aanwezig is in het celmembraan.

Sommige organellen zoals mitochondria en chloroplasten zijn talrijk in de stamcel, om ervoor te zorgen dat de twee dochtercellen ze naar tevredenheid erven.

Kan u van dienst zijn: PROFASE

Het endoplasmatische reticulum tijdens de celinterfaceperiode is continu samen met het celmembraan en wordt georganiseerd door de cytoskeletische micro tubulus.

Na het betreden van de mythosefase geeft de reorganisatie van de micro -tubuli het endoplasmatische reticulum vrij, dat is gefragmenteerd in de mate dat de kernwikkel ook is gebroken. Het Golgi -apparaat is waarschijnlijk ook gefragmenteerd, hoewel het in sommige cellen door het reticulum lijkt te worden verdeeld om later in de telofase te verschijnen.

Myitose zonder cytokinese

Hoewel celdeling meestal wordt gevolgd door de cytoplasma -divisie, zijn er enkele uitzonderingen. Sommige cellen gaan door verschillende celdelingsprocessen zonder dat het cytoplasma een spel is.

Het fruitvliegembryo gaat bijvoorbeeld door 13 stadia van nucleaire divisie voordat de cytoplasmatische divisie plaatsvindt, wat resulteert in een grote cel met maximaal 6000 cores.

Deze andere regeling is gericht.

Nadat deze snelle nucleaire verdeling plaatsvindt, worden de cellen rond elke kern gemaakt in een enkel proces van cytocinese, bekend als de cellurisatie. De contractiele ringen worden gevormd op het oppervlak van de cellen en het plasmamembraan strekt zich uit naar de binnenkant en past om elke kern om te sluiten

Het proces van mitose zonder cytokinese komt ook voor bij sommige soorten zoogdiercellen, zoals osteoclasten, trofoblasten en sommige hepatocyten en hartspiercellen. Deze cellen groeien bijvoorbeeld op een multinucleaire manier, net als die van sommige schimmels of fruitvlieg.

Referenties

1. Alberts, B., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, p. (2002). Biologie van de celmoleculair. 4e editie. New York: Garland Science.
2. Biologie-online.borg. (2017 12 maart). Biologie online. Verkregen van cytokinese: biologie-online.borg.
3. Brill, J. NAAR., Hime, g. R., Scharer-Schuksz, m., & Fuller, &. (2000).
4. Onderwijs, n. (2014). Natuuropleiding. Verkregen van cytokinese: natuur.com.
5. Guertin, D. NAAR., Trautmann, s., & McCollum, D. (Juni 2002). Verkregen van cytokinese in eukaryoten: NCBI.NLM.NIH.Gov.
6. Rappaport, r. (1996). Cytokinese in dierlijke cellen. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, a. (2012). Mitose/cytokinese. Academische pers.