The mitotické vřeteno nebo achromatická, také označovaná jako mitotická mašinérie, je buněčná struktura tvořená mikrotubuly proteinové povahy, které se tvoří během dělení buněk (mitóza a meióza).
Termín achromatický označuje skutečnost, že se neobarví barvivy orceinem A nebo B. Vřeteno se podílí na spravedlivé distribuci genetického materiálu mezi dvěma dceřinými buňkami, která je výsledkem buněčného dělení.
Buněčné dělení je proces, kterým se ze zygoty generují jak gamety, které jsou meiotickými buňkami, tak somatické buňky nezbytné pro růst a vývoj organismu..
Přechod mezi dvěma po sobě jdoucími děleními tvoří buněčný cyklus, jehož trvání se značně liší v závislosti na typu buňky a podnětech, kterým je vystavena..
Během mitózy eukaryotické buňky (buňka, která má skutečné jádro a organely ohraničené membránami), dochází k několika fázím: S fáze, profáza, prometafáza, metafáze, anafáze, telofáza a rozhraní.
Zpočátku chromozomy kondenzovaly a vytvářely dvě identická vlákna zvaná chromatidy. Každý chromatid obsahuje jednu ze dvou dříve generovaných molekul DNA, spojených dohromady oblastí zvanou centroméra, která hraje zásadní roli v procesu migrace směrem k pólům před buněčným dělením..
Mitotické dělení probíhá po celý život organismu. Odhaduje se, že během lidského života se v těle vyskytuje asi 10 lidí17 buněčné dělení. Meiotické dělení se vyskytuje v buňkách produkujících gametu nebo pohlavních buňkách.
Rejstřík článků
Achromatické vřeteno je považováno za podélný systém proteinových mikrofibril nebo buněčných mikrotubulů. Vzniká v době buněčného dělení mezi chromozomálními centromery a centrosomy na buněčných pólech a souvisí s migrací chromozomů ke generování dceřiných buněk se stejným množstvím genetické informace.
Centrosom je oblast, kde mikrotubuly pocházejí jak z achromatického vřetena, tak z cytoskeletu. Tyto vřetenové mikrotubuly jsou tvořeny tubulinovými dimery, které jsou vypůjčené z cytoskeletu..
Na začátku mitózy se mikrotubulová síť cytoskeletu buňky disartikuluje a vytvoří se achromatické vřeteno. Poté, co dojde k buněčnému dělení, vřeteno se disartikuluje a síť mikrotubulů cytoskeletu se reorganizuje a vrátí buňku do klidového stavu.
Je důležité rozlišit, že v mitotickém aparátu existují tři typy mikrotubulů: dva typy vřetenových mikrotubulů (kinetochore a polární mikrotubuly) a jeden typ asterových mikrotubulů (astrální mikrotubuly).
Bilaterální symetrie achromatického vřetena je způsobena interakcemi, které drží jeho dvě poloviny pohromadě. Tyto interakce jsou: buď boční, mezi překrývajícími se pozitivními konci polárních mikrotubulů; nebo jsou to terminální interakce mezi mikrotubuly kinetochore a kinetochore sesterských chromatidů.
K replikaci DNA dochází během S fáze buněčného cyklu, poté během profázy dochází k migraci centrosomů na opačné póly buňky a chromozomy také kondenzují.
V prometafáze dochází k tvorbě mitotického aparátu díky seskupení mikrotubulů a jejich pronikání do nitra jádra. Generují se sesterské chromatidy spojené centromery a ty se zase vážou na mikrotubuly.
Během metafáze se chromozomy srovnávají v rovníkové rovině buňky. Vřeteno je uspořádáno do centrálního mitotického vřetene a dvojice asterů.
Každá aster je tvořena mikrotubuly uspořádanými do tvaru hvězdy, které sahají od centrosomů do buněčné kůry. Tyto astrální mikrotubuly neinteragují s chromozomy.
Poté se říká, že aster vyzařuje z centrosomu do buněčné kůry a podílí se jak na umístění celého mitotického aparátu, tak na určování roviny buněčného dělení během cytokineze..
Později, během anafáze, jsou mikrotubuly achromatického vřetena ukotveny pozitivním koncem k chromozomům prostřednictvím jejich kinetochorů a negativním koncem k centrosomu.
Dochází k separaci sesterských chromatidů na nezávislé chromozomy. Každý chromozom připojený k kinetochorové mikrotubule se pohybuje směrem k pólu buňky. Současně dochází k oddělení pólů buněk.
A konečně, během telofázy a cytokineze se kolem dceřiných jader vytvářejí jaderné membrány a chromozomy ztrácejí kondenzovaný vzhled..
Mitotické vřeteno zmizí, když se mikrotubuly depolymerizují a do rozhraní se dostává buněčné dělení.
Mechanismus podílející se na migraci chromozomů směrem k pólům a následné separaci pólů od sebe navzájem není přesně znám; Je známo, že do tohoto procesu jsou zapojeny interakce mezi kinetochórem a mikrotubulem k němu připojeného vřetene..
Jak každý chromozom migruje k odpovídajícímu pólu, dochází k depolymerizaci připojeného mikrotubulu nebo kinetochorické mikrotubule. Předpokládá se, že tato depolymerizace může generovat pasivní pohyb chromozomu připojeného k mikrotubulu vřetena..
Předpokládá se také, že s kinetochórem mohou být spojeny další motorické proteiny, ve kterých by byla použita energie z hydrolýzy ATP..
Tato energie by sloužila k řízení migrace chromozomu podél mikrotubulu na jeho konec nazývaný „méně“, kde se nachází centrosom..
Souběžně může dojít k depolymerizaci konce mikrotubulu, který se připojuje k kinetochoru, nebo „plusového“ konce, což by rovněž přispělo k pohybu chromozomu.
Achromatické nebo mitotické vřeteno je buněčná struktura, která plní funkci ukotvení chromozomů prostřednictvím jejich kinetochorů, jejich vyrovnání s buněčným rovníkem a nakonec směrování migrace chromatidů na opačné póly buňky před jejich rozdělením, což umožňuje distribuci Equitable genetický materiál mezi dvěma výslednými dceřinými buňkami.
Pokud se v tomto procesu vyskytnou chyby, generuje se nedostatek nebo přebytek chromozomů, což se promítá do abnormálních vývojových vzorců (vyskytujících se během embryogeneze) a různých patologií (vyskytujících se po narození jedince)..
Existují důkazy, že mikrotubuly achromatického vřetena se podílejí na určování polohy struktur odpovědných za cytoplazmatické dělení..
Hlavním důkazem je, že dělení buněk se vždy vyskytuje ve střední linii vřetena, kde se překrývají polární vlákna..
Evolučně byl vybrán jako velmi redundantní mechanismus, ve kterém je každý krok prováděn mikrotubulovými motorickými proteiny.
Předpokládá se, že evoluční získávání mikrotubulů bylo způsobeno procesem endosymbiózy, při kterém eukaryotická buňka absorbovala prokaryotickou buňku, která vykazovala tyto achromatické vřetenové struktury z prostředí. To vše se mohlo stát před nástupem mitózy.
Tato hypotéza naznačuje, že proteinové struktury mikrotubulů mohly původně plnit pohonnou funkci. Poté, když se mikrotubuly stanou součástí nového organismu, vytvoří cytoskelet a později mitotický aparát.
V evoluční historii se vyskytly variace v základním schématu dělení eukaryotických buněk. Buněčné dělení představovalo pouze některé fáze buněčného cyklu, což je hlavní proces.
Zatím žádné komentáře