Vad är cytokinesis och hur det inträffar?

De cytokinesis Det är cytoplasma -partitionsprocessen för en cell som resulterar i två dotterceller under celldelningsprocessen. Det förekommer både i mitos och i meios och är vanligt i djurceller.

När det gäller vissa växter och svampar sker inte cytokinesis, eftersom dessa organismer aldrig delar upp sin cytoplasma. Cellåtergivningscykeln kulminerar med partitionen av cytoplasma genom cytocinesis -processen.

I en typisk djurcell inträffar cytokinesis under myitosprocessen, men det kan finnas några typer av celler såsom osteoklaster som kan gå igenom myitosprocessen utan cytokinesis.

Cytocinesis -processen börjar under anafas och avslutas under telofaset och genomförs helt vid den tidpunkt då nästa gränssnitt börjar.

Telofas- och cytocinesis -stadiet av mitos. Källa: Kelvin Song CC av 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0) via Wikimedia Commons,

Den första synliga förändringen av cytokinesis i djurceller blir uppenbar när en uppdelningsspår visas på cellytan. Detta spår blir snabbt mer uttalat och expanderar runt cellen tills delen helt i mitten. 

I djurceller och många eukaryota celler är strukturen som åtföljer cytokinesisprocessen känd som "kontraktil ring", en dynamisk uppsättning som består av aktinfilament, myosin II -filament och många strukturella och reglerande proteiner. Det är installerat under cellens plasmamembran och kontrakt för att dela upp det i två delar.

Ciliates upplever cytokinesis. Källa: Alpha Wolf CC av 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0) via Wikimedia Commons

Det största problemet som en cell som går igenom cytocinesis -processen är försäkran om att denna process inträffar vid rätt tidpunkt och plats. Sedan bör cytokinesis inte inträffa tidigt under mitosfasen eller kan avbryta rätt partition av kromosomer.

[TOC]

Mitotiska spindlar och celldelning

Jämförelse av cytokinesisprocessen i växt- och djurceller. Källa: Mathilda Brinton CC av 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/4.0) via Wikimedia Commons,

Mitotiska spindlar i djurceller är inte bara ansvariga för att separera de resulterande kromosomerna, de anger också platsen för den kontraktila ringen och därför planet för celldelning.

Den kontraktila ringen har en oundviklig form i metafasplattans plack. När den är i rätt vinkel sträcker den sig längs den mitotiska spindelens axel och säkerställer att uppdelningen inträffar mellan de två uppsättningarna av separata kromosomer.

Den del av den mitotiska spindeln som anger divisionens plan kan variera beroende på celltypen. Förhållandet mellan spindelens mikrorör och platsen för den kontraktila ringen har studerats allmänt av forskare.

Det kan tjäna dig: Cell Division: Typer, processer och betydelse

Dessa har manipulerat befruktade ägg av marina ryggradsdjur med syftet att observera hastigheten med vilken spåren förekommer i cellerna utan att tillväxtprocessen avbryts.

När cytoplasma är klar kan spindeln lättare ses, liksom den realtid där den är belägen i en ny position i det tidiga anafasstillståndet.

Asymmetrisk uppdelning

I de flesta celler förekommer cytokinesis symmetriskt. I de flesta djur bildas till exempel den kontraktila ringen runt stamcellens linje, så att de två resulterande dottercellerna har samma storlek och liknande egenskaper.

Denna symmetri är möjlig tack vare platsen för den mitotiska spindeln, som tenderar att fokusera på cytoplasma med hjälp av de astrala mikrorören och proteinerna som diser dem från en plats till en annan.

Inom cytokinesisprocessen finns det många variabler som måste fungera synkront så att den är framgångsrik. Men när en av dessa variabler förändras kan celler delas upp asymmetriskt, producera två olika dotterceller och med ett olika cytoplasmiskt innehåll.

Vanligtvis är de två dottercellerna avsedda att utvecklas annorlunda. För att göra detta möjligt måste stamcellen utsöndra vissa bestämmande komponenter i destinationen till sidan av cellen och sedan lokalisera divisionsplanet så att den angivna dottercellen ärver dessa komponenter vid divisionstillfället.

För att placera uppdelningen asymmetriskt måste den mitotiska spindeln flyttas på ett kontrollerat sätt i cellen som håller på att dela upp.

Uppenbarligen riktas denna rörelse av spindeln av förändringar i regionala områden i cellbarken och av de lokala proteinerna som hjälper till att förskjuta en av spindelpolerna med hjälp av astrala mikrorör.

Kontraktsring

I den utsträckning som astrala mikrorör blir längre och mindre dynamiskt i sitt fysiska svar, börjar den kontraktila ringen skapas under plasmamembranet.

Men mycket av beredningen för cytokinesis inträffar tidigare i myitosprocessen, även innan cytoplasma börjar dela upp.

Kan tjäna dig: vad är spermatogonier och vilka typer finns det?

Under gränssnittet kombineras aktin och myosin II -filament och bildar ett kortikalt nätverk, och till och med i vissa celler genererar stora cytoplasmiska strålar som kallas stressfibrer.

I den utsträckning som en cell börjar myitosprocessen demonteras dessa arrangemang och mycket av aktinet omorganiseras och myosin II -filament släpps.

I den utsträckning som kromatider separeras under anafas börjar myosin II ackumuleras snabbt för att skapa den kontraktila ringen. Även i vissa celler är det nödvändigt.

När den kontraktila ringen är helt beväpnad innehåller den många proteiner som skiljer sig från aktin och myosin II. De överlagrade matriserna av aktin och myosin II bipolära filament genererar den nödvändiga kraften för att dela upp cytoplasma i två delar, i en process som liknar vad de glatta muskelcellerna skulle utföra.

Men det sätt på vilket den kontraktila ringen är fortfarande ett mysterium. Uppenbarligen fungerar den inte på grund av en sladdmekanism med Actin och Myosin II -filament genom att röra sig ovanpå varandra, som skelettmusklerna skulle göra.

Sedan, när ringen samlar, behåller den samma styvhet under hela processen. Detta innebär att antalet filament minskar i meda där ringen stängs.

Distribution av organeller i dotterceller

Mytosprocessen måste se till att var och en av dottercellerna får samma mängd kromosomer. Men när en eukaryot cell är uppdelad måste varje dottercell också ärva en serie viktiga cellulära komponenter, inklusive organellerna som är låsta inuti cellmembranet.

Cellulära organeller som mitokondrier och kloroplaster kan inte genereras spontant från deras enskilda komponenter, de kan bara uppstå från tillväxt och uppdelning av befintliga organeller.

På liknande sätt kan celler inte tillverka en ny endoplasmatisk retikulum, såvida inte en del av det finns inuti cellmembranet.

Vissa organeller som mitokondrier och kloroplaster finns många inom stamcellen för att säkerställa att de två dottercellerna ärver dem tillfredsställande.

Kan tjäna dig: profas

Den endoplasmiska retikulum under cellgränssnittet är kontinuerligt tillsammans med cellmembranet och organiseras av den cytoskeletiska mikro tubulus.

Efter att ha kommit in i mytosfasen släpper omorganisationen av mikrorören den endoplasmiska retikulum, som är fragmenterad i den utsträckning att kärnomslaget också bryts ut. Golgi -apparaten är förmodligen också fragmenterad, även om det i vissa celler verkar distribueras av retikulum för att senare dyka upp i telofasen.

Myitos utan cytokinesis

Även om celldelning vanligtvis följs av cytoplasma -divisionen finns det några undantag. Vissa celler går igenom flera celldelningsprocesser utan att cytoplasma är ett spel.

Till exempel går fruktflugembryot genom 13 stadier av kärnkraftsdelning innan cytoplasmisk uppdelning äger rum, vilket resulterar i en stor cell med upp till 6000 kärnor.

Detta andra arrangemang syftar.

Efter att denna snabba kärnkraftsdelning äger rum skapas cellerna runt varje kärna i en enda process av cytocinesis, känd som celluriseringen. De kontraktila ringarna bildas på cellernas yta, och plasmamembranet sträcker sig mot insidan och passar för att omsluta varje kärna

Processen för mitos utan cytokinesis förekommer också i vissa typer av däggdjursceller, såsom osteoklaster, trofoblaster och vissa hepatocyter och hjärtmuskelceller. Dessa celler växer till exempel på ett multinukleärt sätt, liksom de för vissa svampar eller fruktfluga.

Referenser

1. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, s. (2002). Biologi av cellmolekylen. Fjärde upplagan. New York: Garland Science.
2. Biologi-online.org. (2017 12 mars). Biologi online. Erhållet från cytokinesis: biologi-online.org.
3. Brill, J. TILL., Hime, g. R., Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Utbildning, n. (2014). Naturutbildning. Erhållet från cytokinesis: naturen.com.
5. Guertin, D. TILL., Trautmann, s., & McCollum, D. (Juni 2002). Erhållet från cytokinesis i eukaryoter: NCBI.Nlm.Nih.Gov.
6. Rappaport, r. (nitton nittiosex). Cytokinesis i djurceller. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, a. (2012). Mitos/cytokinesis. Akademisk press.