Mikä on sytokineesi ja miten se tuotetaan?

sytokineesiin on prosessi, jossa solun jakautuminen solun jakautumisen aikana jakautuu solun sytoplasmaan.

Se esiintyy sekä mitoosissa että meiosisissa ja on yleinen eläinsoluissa. Joidenkin kasvien ja sienien tapauksessa sytokineesiä ei tapahdu, koska nämä organismit eivät koskaan jaa sytoplasmiaan. Solujen lisääntymisjakso huipentuu sytoplasman jakautumiseen sytokinesiksen prosessin kautta.

Tyypillisessä eläinsolussa sytokineesi tapahtuu mitoosin prosessin aikana, mutta voi olla jonkinlaisia ​​soluja, kuten osteoklasteja, jotka voivat käydä läpi mitoosin ilman sytokineesiä (Biology-Online.org, 2017 ).

Sytokineesin prosessi alkaa anafaasin aikana ja päättyy telofaasin aikana, ja se tapahtuu täysin sillä hetkellä, kun seuraava rajapinta alkaa.

Eläinten soluissa esiintyvä ensimmäinen sytokineesin muutos ilmenee, kun solun pinnalle ilmestyy jakautumisuraa. Tämä kuoppa muuttuu nopeasti voimakkaammaksi ja laajenee solun ympärille, kunnes osa on kokonaan keskellä. 

Eläinsoluissa ja monissa eukaryoottisoluissa sytokineesimenetelmään liittyvä rakenne tunnetaan nimellä "kontaktien rengas", dynaaminen joukko, joka koostuu aktiinifilamenteista, mioosin II-filamenteista ja monista rakenteellisista ja säätelyproteiineista. Se asennetaan solun plasmamembraanin alle, ja se on sovitettu jakamaan se kahteen osaan.

Suurin ongelma, että solu, joka kulkee sytokineesin läpi, on kohdattava, on varmuus siitä, että tämä prosessi tapahtuu oikeaan aikaan ja paikkaan. Koska sytokineesi ei saa esiintyä varhaisessa vaiheessa mitoosivaiheessa tai se voi keskeyttää kromosomien oikean jakautumisen.

Mitootiset piikit ja solujen jakautuminen

Eläinten solujen mitoottiset karat eivät ole yksin vastuussa tuloksena olevien kromosomien erottamisesta, ne määrittelevät myös supistuvan renkaan sijainnin ja siten solunjakauman tason.

Sopivalla renkaalla on metafaasilevyn tasossa muuttumaton muoto. Kun se on oikeassa kulmassa, se ulottuu mitoottisen karan akselin suuntaan varmistaen, että jakautuminen tapahtuu kahden erillisen kromosomin joukon välillä..

Mitoottisen karan osa, joka määrittää jakauman tason, voi vaihdella solutyypin mukaan. Tutkijat ovat tutkineet laajasti karan mikroputkien välistä suhdetta ja supistuvan renkaan sijaintia.

Nämä ovat manipuloineet meren selkärankaisilla eläimillä hedelmöittyneitä munia, jotta voidaan tarkkailla nopeutta, jolla solut näkyvät soluissa ilman kasvuprosessia keskeytyksettä (Guertin, Trautmann, & McCollum, 2002).

Kun sytoplasma on selvä, karaa on helpompi nähdä, samoin kuin hetki reaaliajassa, jossa se sijaitsee uudessa asennossa varhaisessa anafaasitilassa.

Epäsymmetrinen jako

Useimmissa soluissa sytokineesi esiintyy symmetrisesti. Useimmissa eläimissä esimerkiksi supistava rengas on muodostettu emässolun ekvaattorilinjan ympärille siten, että kahdella tuloksena olevalla tyttärisolulla on sama koko ja vastaavat ominaisuudet.

Tämä symmetria on mahdollinen mitoottisen karan sijainnin ansiosta, joka pyrkii keskittymään sytoplasmaan astralisten mikro-putkien ja niitä edeltävien proteiinien avulla..

Sytokineesin prosessissa on monia muuttujia, joiden on toimittava synkronisesti niin, että se onnistuu. Kuitenkin, kun jokin näistä muuttujista muuttuu, solut voidaan jakaa epäsymmetrisesti tuottamalla kaksi eri kokoista tytärsolua, joilla on erilainen sytoplasminen sisältö (Education, 2014).

Tavallisesti kaksi tyttärisolua on tarkoitus kehittyä eri tavalla. Jotta tämä olisi mahdollista, äiti- solun on erotettava eräitä määränpäätä määrittäviä komponentteja solun toisella puolella ja sen jälkeen paikoitettava jakotaso siten, että osoitettu tytärsolu perii nämä komponentit jakautumishetkellä..

Jaottelun sijoittamiseksi epäsymmetrisesti mitoottinen kara on siirrettävä hallitusti solussa, joka on jakautumassa.

Ilmeisesti karan liikettä ohjaavat solukkortexin alueelliset vyöhykkeet ja paikalliset proteiinit, jotka auttavat syrjäyttämään yhden karan pylväistä astral-mikroputkien avulla..

Sopimusrengas

Sikäli kuin astraliset mikroputket muuttuvat fyysisessä vasteessaan pidempään ja vähemmän dynaamisiksi, supistuva rengas alkaa muodostua plasmamembraanin alle.

Kuitenkin suuri osa sytokineesin valmistelusta tapahtuu aikaisemmin mitoosin prosessissa, ennen kuin sytoplasma alkaa jakautua..

Liitännän aikana aktiini- ja myosiini-II-filamentit yhdistävät ja muodostavat kortikaalisen verkon, ja jopa joissakin soluissa ne tuottavat suuria sytoplasmisia palkkeja, joita kutsutaan stressikuiduiksi..

Siinä määrin kuin solu aloittaa mitoosin prosessin, nämä järjestelyt poistetaan käytöstä ja suuri osa aktiinista järjestetään uudelleen ja myosiini-II-filamentit vapautuvat.

Sikäli kuin kromatidit erottuvat anafaasin aikana, myosiini II alkaa kerääntyä nopeasti, jolloin muodostuu supistuva rengas. Jopa joissakin soluissa on välttämätöntä käyttää proteiineja kinaasien perheestä säätelemään sekä mitoottisen karan että supistuvan renkaan koostumusta..

Kun supistava rengas on täysin aseistettu, se sisältää monia erilaisia ​​proteiineja aktiiniin ja myosiiniin II. Bipolaarisen aktiinin ja myosiini II: n filamenttien päällekkäiset matriisit tuottavat voiman, joka tarvitaan sytoplasman jakamiseksi kahteen osaan prosessissa, joka on samanlainen kuin sileiden lihassolujen suorittama prosessi (Rappaport, 1996)..

Kuitenkin tapa, jolla supistuva rengas sopii, on edelleen mysteeri. Ilmeisesti se ei toimi johtuen mekanismista, jossa aktiini- ja myosiini-II-filamentit liikkuvat toistensa päällä, koska luustolihakset olisivat..

Koska rengas sopimukset säilyttävät saman jäykkyytensä koko prosessin ajan. Tämä tarkoittaa, että filamenttien määrä pienenee medassa, jossa rengas sulkeutuu (Alberts, et ai., 2002).

Organellien jakautuminen tyttärisoluissa

Mitoosin prosessin tulisi varmistaa, että jokainen tytärsoluista saa saman määrän kromosomeja. Kuitenkin, kun eukaryoottisolun jakautuu, jokaisen tyttärisolun on perittävä myös joukko olennaisia ​​solukomponentteja, mukaan lukien solukalvon sisällä olevat organellit..

Cellular organellit, kuten mitokondriot ja kloroplastit, eivät voi syntyä spontaanisti niiden yksittäisistä komponenteista, ne voivat syntyä vain olemassa olevien organellien kasvusta ja jakautumisesta.

Samoin solut eivät voi tehdä uutta endoplasmista retikulua, ellei osa siitä ole läsnä solukalvossa.

Jotkut organellit, kuten mitokondriot ja kloroplastit, ovat läsnä suuressa määrässä soluja emosolussa, jotta varmistetaan, että kaksi tyttärisolua perivät ne onnistuneesti..

Endoplasminen reticulum solun rajapinnan aikana löytyy jatkuvasti yhdessä solukalvon kanssa ja järjestää sytoskeletaalinen mikrorakeinen tubulio (Brill, Hime, Scharer-Schuksz, & Fuller, 2000).

Mitoosivaiheeseen siirtymisen jälkeen mikro-tubuloiden uudelleenjärjestely vapauttaa endoplasmisen reticulumin, joka on pirstoutunut siinä määrin, että myös ydinkuori katkeaa. Golgi-laite on myös luultavasti pirstoutunut, vaikkakin joissakin soluissa se näyttää jakautuvan retikulumin kautta myöhemmin esiin tulevaan telofaasiin..

Mitoosi ilman sytokineesiä

Vaikka solujen jakautumista seuraa yleensä sytoplasman jakautuminen, on joitakin poikkeuksia. Jotkut solut käyvät läpi useita solujen jakautumisprosesseja ilman sytoplasmaa.

Esimerkiksi hedelmälennon alkio kulkee ydinjakauman 13 vaiheen läpi ennen kuin sytoplasminen jakautuminen tapahtuu, mikä johtaa suureen soluun, jossa on jopa 6000 ydintä..

Tämän järjestelyn tarkoituksena on enimmäkseen nopeuttaa varhaisen kehitysprosessin, koska solujen ei tarvitse kestää niin kauan, että ne kulkevat läpi kaikki solunjakauman vaiheet, jotka liittyvät sytokineesiin..

Tämän nopean ydinjakauman jälkeen solut luodaan jokaisen ytimen ympärille yhdellä sytokinesisimenetelmällä, joka tunnetaan nimellä celurization. Kontraktiiviset renkaat muodostetaan solujen pinnalle, ja plasmamembraani ulottuu sisäänpäin ja säätää kunkin ytimen kiinnittämiseksi

Mitoosin prosessi ilman sytokineesiä esiintyy myös eräissä nisäkässolujen tyypeissä, kuten osteoklastit, trofoblastit ja jotkut hepatosyytit ja sydänlihassolut. Esimerkiksi nämä solut kasvavat monisydämisesti, kuten jotkut sienet tai hedelmäkärpät (Zimmerman, 2012).

viittaukset

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., ja Walter, P. (2002). Solun molekyylibiologia. 4. painos. New York: Garland Science.
2. Biology-Online.org. (12. maaliskuuta 2017). Biologia verkossa. Hankittu Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, J. A., Hime, G. R., Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Koulutus, N. (2014). Luontoopetus. Saatu sytokineesistä: nature.com.
5. Guertin, D. A., Trautmann, S., & McCollum, D. (kesäkuu 2002). Haettu sytokineesistä Eukaryooteissa: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Sytokineesi eläinsoluissa. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitoosi / sytokineesi. Academic Press.