Det cytokinese Det er processen med at opdele cytoplasmaet i en celle, der resulterer i to datterceller under processen med celledeling. Det forekommer i både mitose og meiose og er almindeligt i dyreceller.
I tilfælde af nogle planter og svampe finder cytokinese ikke sted, da disse organismer aldrig deler deres cytoplasma. Cellereproduktionscyklussen kulminerer med cytoplasmas partition gennem cytokineseprocessen.
I en typisk dyrecelle forekommer cytokinese under mitoseprocessen, men der kan dog være nogle typer celler, såsom osteoklaster, der kan gennemgå mitoseprocessen uden at cytokinese finder sted..
Cytokineseprocessen begynder under anafase og afsluttes under telofase og finder sted helt i det øjeblik, hvor den næste grænseflade starter..
Den første synlige ændring i cytokinese i dyreceller bliver tydelig, når en opdelsrille vises på celleoverfladen. Denne rille bliver hurtigt mere udtalt og udvides rundt i cellen, indtil den er helt igennem midten.
I dyreceller og mange eukaryote celler er strukturen, der ledsager cytokineseprocessen, kendt som "kontraktil ring", et dynamisk ensemble, der består af actinfilamenter, myosin II-filamenter og mange strukturelle og regulatoriske proteiner. Den lægger sig under cellens plasmamembran og trækker sig sammen om at opdele den i to dele.
Det største problem for en celle, der gennemgår processen med cytokinese, er at sikre, at denne proces finder sted på det rigtige tidspunkt og sted. Da cytokinese ikke må forekomme tidligt i mitosefasen, eller det kan afbryde den korrekte opdeling af kromosomerne.
Artikelindeks
Mitotiske spindler i dyreceller er ikke kun ansvarlige for at adskille de resulterende kromosomer, de specificerer også placeringen af den kontraktile ring og derfor planet for celledeling.
Den kontraktile ring har en uforanderlig form i metafasepladens plan. Når den er i den korrekte vinkel, løber den langs aksen af den mitotiske spindel og sikrer, at der opdeles mellem de to separate sæt kromosomer..
Den del af den mitotiske spindel, der specificerer delingsplanet, kan variere afhængigt af typen af celle. Forholdet mellem spindelmikrotubuli og placeringen af den kontraktile ring er blevet grundigt undersøgt af forskere.
De har manipuleret befrugtede æg fra marine hvirveldyr for at observere den hastighed, hvormed rillerne vises i cellerne, uden at vækstprocessen afbrydes..
Når cytoplasmaet er klart, kan spindlen lettere ses såvel som det øjeblik i realtid, hvor den er placeret i en ny position i den tidlige anafasetilstand.
I de fleste celler forekommer cytokinese symmetrisk. I de fleste dyr er for eksempel den kontraktile ring dannet omkring stamcellens ækvatorlinie, så de resulterende to datterceller har samme størrelse og lignende egenskaber..
Denne symmetri er mulig takket være placeringen af den mitotiske spindel, der har tendens til at fokusere på cytoplasmaet ved hjælp af de astrale mikrotubuli og proteinerne, der trækker dem fra den ene side til den anden..
Inden for cytokineseprocessen er der mange variabler, der skal arbejde synkront for at det skal lykkes. Men når en af disse variabler ændres, kan cellerne dele sig asymmetrisk og producere to datterceller i forskellige størrelser og med forskellige cytoplasmatiske indhold..
Normalt er de to datterceller bestemt til at udvikle sig anderledes. For at dette skal være muligt, skal stamcellen udskille nogle afgørende skæbnskomponenter til den ene side af cellen og derefter lokalisere delingsplanet, så den angivne dattercelle arver disse komponenter på delingstidspunktet..
For at placere delingen asymmetrisk skal den mitotiske spindel flyttes på en kontrolleret måde inden i cellen, der er ved at dele sig..
Tilsyneladende er denne bevægelse af spindlen drevet af ændringer i regionale områder af cellebarken og af lokaliserede proteiner, der hjælper med at skifte en af spindelpolerne ved hjælp af de astrale mikrotubuli..
Da de astrale mikrotubuli bliver længere og mindre dynamiske i deres fysiske respons, begynder den kontraktile ring at dannes under plasmamembranen..
Meget af forberedelsen til cytokinese forekommer imidlertid tidligere i mitoseprocessen, selv før cytoplasmaet begynder at dele sig..
Under grænsefladen kombineres actin- og myosin II-filamenterne for at danne et kortikalt netværk, og selv i nogle celler genererer de store cytoplasmatiske bundter kaldet stressfibre..
Når en celle initierer processen med mitose, nedbrydes disse arrangementer, og meget af actinet arrangeres, og myosin II-filamenterne frigives..
Når kromatiderne adskilles under anafase, begynder myosin II at akkumuleres hurtigt for at skabe den kontraktile ring. I nogle celler er det endda nødvendigt at bruge proteiner fra kinasefamilien til at regulere sammensætningen af både den mitotiske spindel og den kontraktile ring..
Når den kontraktile ring er fuldt samlet, indeholder den mange andre proteiner end actin og myosin II. De overlappende matricer af bipolar actin- og myosin II-filamenter genererer den nødvendige kraft til at opdele cytoplasmaet i to dele i en proces, der svarer til den, der udføres af glatte muskelceller..
Imidlertid er det stadig et mysterium, hvordan den kontraktile ring trækker sig sammen. Det ser ikke ud til at fungere på grund af en ledningsmekanisme med actin- og myosin II-filamenter, der bevæger sig oven på hinanden, som skeletmuskler ville..
Da, når ringen trækker sig sammen, opretholder den sin samme stivhed under hele processen. Dette betyder, at antallet af filamenter falder, når ringen lukkes..
Mitoseprocessen skal sikre, at hver af dattercellerne modtager det samme antal kromosomer. Når en eukaryot celle deler sig, skal hver dattercelle imidlertid også arve et antal essentielle cellulære komponenter, herunder organellerne, der er lukket inde i cellemembranen..
Cellulære organeller såsom mitokondrier og kloroplaster kan ikke genereres spontant ud fra deres individuelle komponenter, de kan kun opstå ved vækst og opdeling af allerede eksisterende organeller.
Tilsvarende kan celler ikke danne et nyt endoplasmatisk retikulum, medmindre en del af det er til stede i cellemembranen..
Nogle organeller som mitokondrier og kloroplaster er til stede i adskillige former inden for modercellen for at sikre, at de to datterceller arver dem med succes.
Det endoplasmatiske retikulum i perioden med cellegrænsefladen er kontinuerligt sammen med cellemembranen og er organiseret af det cytoskeletale mikrotubuli.
Efter indtræden i mitosefasen frigiver omorganiseringen af mikrotubuli det endoplasmatiske retikulum, som er fragmenteret, da kernehylsteret også brydes. Golgi-apparatet er sandsynligvis også fragmenteret, selvom det i nogle celler ser ud til, at det blev distribueret gennem retikulumet og senere dukkede op i telofasen..
Selvom celledeling normalt efterfølges af opdeling af cytoplasmaet, er der nogle undtagelser. Nogle celler gennemgår forskellige processer med celledeling uden at cytoplasmaet brydes.
For eksempel går frugtflueembryoet gennem 13 faser af nuklear opdeling, inden cytoplasmatisk opdeling finder sted, hvilket resulterer i en stor celle med op til 6.000 kerner..
Dette arrangement er hovedsageligt rettet mod at fremskynde den tidlige udviklingsproces, da celler ikke behøver at tage så lang tid at gennemgå alle de faser af celledeling, som cytokinese involverer..
Efter at denne hurtige nukleare opdeling finder sted, oprettes celler omkring hver kerne i en enkelt cytokineseproces, kendt som celurisering. Kontraktile ringe dannes på overfladen af celler, og plasmamembranen strækker sig indad og tilpasser sig for at omslutte hver kerne.
Den ikke-cytokinesiske proces med mitose forekommer også i nogle typer pattedyrceller, såsom osteoklaster, trofoblaster og nogle hepatocytter og hjertemuskelceller. Disse celler vokser for eksempel på en multinuklear måde, ligesom nogle svampes eller frugtens flyve ville gøre..
Endnu ingen kommentarer