The cytokineze Jedná se o proces dělení cytoplazmy buňky, jehož výsledkem jsou dvě dceřiné buňky během procesu dělení buněk. Vyskytuje se v mitóze i meióze a je běžný ve zvířecích buňkách.
V případě některých rostlin a hub nedochází k cytokinezi, protože tyto organismy nikdy nerozdělují svou cytoplazmu. Cyklus buněčné reprodukce vrcholí rozdělením cytoplazmy procesem cytokineze.
V typické zvířecí buňce dochází k cytokinéze během procesu mitózy, mohou však existovat některé typy buněk, jako jsou osteoklasty, které mohou projít procesem mitózy bez toho, aby došlo k cytokinéze..
Proces cytokineze začíná během anafáze a končí během telofázy a probíhá úplně v okamžiku, kdy začíná další rozhraní..
První viditelná změna v cytokinéze ve zvířecích buňkách se projeví, když se na buněčném povrchu objeví dělící rýha. Tato drážka se rychle stává výraznější a rozšiřuje se kolem buňky, dokud není část zcela středem.
Ve zvířecích buňkách a mnoha eukaryotických buňkách je struktura, která doprovází proces cytokineze, známá jako „kontraktilní kruh“, dynamický celek složený z aktinových vláken, vláken myosinu II a mnoha strukturních a regulačních proteinů. Usazuje se pod plazmatickou membránou buňky a smršťuje se, aby ji rozdělil na dvě části.
Největší problém, kterému čelí buňka, která prochází procesem cytokineze, je zajistit, aby k tomuto procesu došlo ve správný čas a na správném místě. Vzhledem k tomu, že cytokineze nesmí nastat brzy ve fázi mitózy nebo může narušit správné rozdělení chromozomů.
Rejstřík článků
Mitotická vřetena v živočišných buňkách jsou nejen odpovědná za oddělení výsledných chromozomů, ale také specifikují umístění kontraktilního prstence a tedy rovinu buněčného dělení.
Kontraktilní prstenec má neměnný tvar v rovině metafázové desky. Když je pod správným úhlem, probíhá podél osy mitotického vřetene, což zajišťuje, že dojde k rozdělení mezi dvěma samostatnými sadami chromozomů..
Část mitotického vřetena, která určuje rovinu dělení, se může lišit v závislosti na typu buňky. Vědci podrobně studovali vztah mezi vřetenovými mikrotubuly a umístěním kontraktilního prstence.
Manipulovali s oplodněnými vejci mořských obratlovců, aby sledovali rychlost, s jakou se rýhy objevují v buňkách, aniž by byl přerušen proces růstu..
Když je cytoplazma čistá, vřeteno lze lépe vidět, stejně jako okamžik v reálném čase, ve kterém se nachází v nové poloze ve stavu rané anafáze.
Ve většině buněk se cytokineze vyskytuje symetricky. U většiny zvířat je například kontraktilní prstenec tvořen kolem rovníkové linie kmenové buňky, takže výsledné dvě dceřiné buňky mají stejnou velikost a podobné vlastnosti..
Tato symetrie je možná díky umístění mitotického vřetene, které má tendenci soustředit se na cytoplazmu pomocí astrálních mikrotubulů a proteinů, které je táhnou z jedné strany na druhou..
V rámci procesu cytokineze existuje mnoho proměnných, které musí pracovat synchronně, aby byl úspěšný. Když se však jedna z těchto proměnných změní, buňky se mohou rozdělit asymetricky, čímž vzniknou dvě dceřiné buňky různých velikostí as odlišným cytoplazmatickým obsahem..
Obvykle jsou tyto dvě dceřiné buňky určeny k vývoji odlišně. Aby to bylo možné, musí kmenová buňka vylučovat některé určující složky osudu na jednu stranu buňky a poté lokalizovat rovinu dělení tak, aby uvedená dceřiná buňka dělila tyto složky v době dělení..
Aby bylo možné dělení umístit asymetricky, musí se mitotické vřeteno pohybovat řízeným způsobem v buňce, která se má dělit..
Tento pohyb vřetena je zřejmě řízen změnami v regionálních oblastech buněčné kůry a lokalizovanými proteiny, které pomáhají posunout jeden z pólů vřetena pomocí astrálních mikrotubulů..
Jak se astrální mikrotubuly prodlužují a jsou méně dynamické ve své fyzické reakci, pod plazmatickou membránou se začíná tvořit kontraktilní prstenec..
Velká část přípravy na cytokinézu se však vyskytuje dříve v procesu mitózy, ještě předtím, než se cytoplazma začne dělit..
Během rozhraní se vlákna aktinu a myosinu II spojují do kortikální sítě a dokonce v některých buňkách vytvářejí velké cytoplazmatické svazky nazývané stresová vlákna..
Když buňka iniciuje proces mitózy, tato uspořádání se rozpadnou a velká část aktinu se přeskupí a uvolní se vlákna myosinu II..
Když se chromatidy během anafáze oddělí, začne se myosin II rychle hromadit za vzniku kontraktilního prstence. V některých buňkách je dokonce nutné použít proteiny z rodiny kináz k regulaci složení mitotického vřetene i kontraktilního prstence..
Když je kontraktilní kruh zcela sestaven, obsahuje mnoho jiných proteinů než aktin a myosin II. Překrývající se matice vláken bipolárního aktinu a myosinu II generují sílu nutnou k rozdělení cytoplazmy na dvě části, a to obdobným způsobem, jaký se provádí buňkami hladkého svalstva..
Jak se kontraktilní kroužek stahuje, je však stále záhadou. Nezdá se, že by fungoval na základě mechanismu šňůry s vlákny aktinu a myosinu II pohybujícími se na sebe, jako by to byly kosterní svaly..
Vzhledem k tomu, že když se prsten stahuje, udržuje si během celého procesu stejnou tuhost. To znamená, že počet vláken klesá, když se kruh zavírá..
Proces mitózy musí zajistit, aby každá z dceřiných buněk přijímala stejný počet chromozomů. Když se však eukaryotická buňka rozdělí, každá dceřiná buňka musí také zdědit řadu základních buněčných složek, včetně organel uzavřených v buněčné membráně..
Buněčné organely, jako jsou mitochondrie a chloroplasty, nelze generovat spontánně z jejich jednotlivých složek, mohou vzniknout pouze růstem a rozdělením již existujících organel..
Podobně buňky nemohou vytvořit nové endoplazmatické retikulum, pokud není jeho část přítomna v buněčné membráně..
Některé organely, jako jsou mitochondrie a chloroplasty, jsou v mateřské buňce přítomny v mnoha formách, aby bylo zajištěno, že tyto dvě dceřiné buňky je úspěšně zdědí.
Endoplazmatické retikulum v období buněčného rozhraní je spojitě s buněčnou membránou a je organizováno cytoskeletálním mikrotubulem.
Po vstupu do fáze mitózy uvolní reorganizace mikrotubulů endoplazmatické retikulum, které je fragmentováno, protože je také porušen obal jádra. Golgiho aparát je pravděpodobně také fragmentovaný, i když v některých buňkách se zdá, že byl distribuován retikulem a později se objevil v telofázi..
Ačkoli po buněčném dělení obvykle následuje dělení cytoplazmy, existují určité výjimky. Některé buňky procházejí různými procesy buněčného dělení, aniž by došlo k rozbití cytoplazmy.
Například embryo ovocné mušky prochází 13 fázemi jaderného dělení, než dojde k cytoplazmatickému dělení, což má za následek vznik velké buňky s až 6 000 jádry..
Toto uspořádání je většinou zaměřeno na urychlení procesu raného vývoje, protože buňkám nemusí trvat tak dlouho, než projdou všemi stadii buněčného dělení, které cytokineze zahrnuje..
Poté, co dojde k tomuto rychlému dělení jader, jsou buňky vytvářeny kolem každého jádra v jediném procesu cytokineze, známém jako celurizace. Kontraktilní prstence se tvoří na povrchu buněk a plazmatická membrána se táhne dovnitř a přizpůsobuje se tak, aby obklopila každé jádro.
K procesu necytokineze mitózy dochází také u některých typů savčích buněk, jako jsou osteoklasty, trofoblasty a některé hepatocyty a buňky srdečního svalu. Tyto buňky například rostou vícejaderným způsobem, stejně jako buňky některých hub nebo ovocných mušek..
Zatím žádné komentáře