Vad är Cytokinesis och hur produceras det?

den cytokines är processen att dela cytoplasman i en cell som resulterar i två dotterceller under celldelningsprocessen.

Det förekommer både i mitos och på myos och är vanligt i djurceller. När det gäller vissa växter och svampar sker cytokines inte, eftersom dessa organismer aldrig delar sin cytoplasma. Cykeln av cellulär reproduktion kulminerar i partitionen av cytoplasman genom cytokinesisprocessen.

I en typisk djurcell, inträffar cytokines under mitos, emellertid kan det finnas vissa celltyper såsom osteoklaster kan genomgå mitos utan cytokines (Biology-Online.org, 2017 sker ).

Processen av cytokines börjar under anafasen och avslutas under telofasen, som äger rum helt i det ögonblick då nästa gränssnitt börjar.

Den första synliga förändringen av cytokinesis i djurceller blir uppenbar när ett uppdelningsspår framträder på cellytan. Denna furrow blir snabbt mer uttalad och expanderar runt cellen tills delen helt genom mitten. 

I djurceller och många eukaryota celler, den struktur som åtföljer processen för cytokines kallas "kontraktil ring", en dynamisk uppsättning sammansatt av aktinfilament, myosin II och många strukturella och regulatoriska proteiner. Den är installerad under plasmamembranet i cellen och kollapsar till uppdelad i två delar.

Det största problemet att en cell som går igenom cytokinesprocessen måste möta är säkerheten att denna process sker vid rätt tidpunkt och plats. Sedan kan cytokines inte ske tidigt under mitosfasen eller det kan störa den korrekta indelningen av kromosomerna.

Mitotiska ryggrad och celldelning

De mitotiska spindlarna i djurcellerna är inte ensamma ansvariga för att separera de resulterande kromosomerna, de anger också platsen för kontraktilring och därmed celldivisionsplanet.

Kontraktringen har en oföränderlig form i metafasplattans plan. När den befinner sig i rätt vinkel sträcker den sig längs den mitotiska spindelns axel, så att uppdelning uppstår mellan de två uppsättningarna av separata kromosomer..

Den del av den mitotiska spindeln som anger divisionens plan kan variera beroende på typen av cell. Förhållandet mellan spindelmikrobubblorna och platsen för kontraktilringen har studerats mycket av forskare.

Dessa befruktade ägg har manipulerat marina ryggradsdjur i syfte att observera den hastighet med vilken spåren visas i celler utan tillväxtprocessen avbryts (Guertin, Trautmann & McCollum, 2002).

När cytoplasman är klar kan spindeln lättare ses såväl som det ögonblick i realtid där den befinner sig i en ny position i tidigt anafasstillstånd.

Asymmetrisk division

I de flesta celler sker cytokinesi symmetriskt. I de flesta djur är till exempel kontraktilringen bildad kring ekvatorlinjen hos modercellen, så att de två resulterande dotcellerna har samma storlek och liknande egenskaper.

Denna symmetri är möjligt tack vare placeringen av den mitotiska spindeln, som tenderar att fokusera på cytoplasman med hjälp av astrala mikrotubuli och proteiner som halan från en sida till en annan.

Inom cytokinesprocessen finns det många variabler som måste fungera på ett synkront sätt så att det lyckas. Emellertid, när en av dessa variabler ändras, kan cellerna dela sig asymmetriskt för att producera två dotterceller av olika storlek och med ett olika cytoplasmiska innehåll (Education, 2014).

Vanligtvis är de två dottercellerna avsedda att utvecklas annorlunda. Att göra detta möjligt, bör stamcellen utsöndra några viktiga komponenter av ödet åt sidan i cellen och sedan lokalisera delningsplanet, så att dottercellen ärver dessa komponenter som anges vid tidpunkten för division.

För att positionera uppdelningen asymmetriskt måste den mitotiska spindeln flyttas på ett kontrollerat sätt inom cellen som håller på att delas upp.

Tydligen är denna rörelse av spindeln drivs av förändringar i regionala områden i cellen cortex och lokaliserade proteiner som hjälper förskjuta en av polerna i spindeln med hjälp av astrala mikrotubuli.

Kontraktring

I den mån som de astrala mikrotubulerna blir längre och mindre dynamiska i sitt fysiska svar börjar kontraktilringen bildas under plasmamembranet.

Emellertid förekommer mycket av preparatet för cytokinesi tidigare i mitosprocessen, även innan cytoplasman börjar delas..

Under gränssnitt, aktinfilament och myosin II kombineras för att bilda ett kortikalt nätverk, och till och med i vissa celler, generera stora cytoplasmiska knippen kallade stressfibrer.

I den utsträckning som en cell initierar mitosprocessen avaktiveras dessa arrangemang och mycket av aktinet omplaceras och myosin II-filamenten släpps ut.

I den utsträckning som kromatider separeras under anafas börjar myosin II ackumuleras snabbt för att skapa kontraktilringen. Även i vissa celler är det nödvändigt att använda proteiner från familjen kinaser för att reglera sammansättningen av både den mitotiska spindeln och kontraktilringen..

När den kontraktila ringen är helt monterat, den innehåller många olika proteiner aktin och myosin II. De överlagrade rader av filament av aktin och myosin II bipolär alstra den kraft som är nödvändig för att dela cytoplasman i två delar, i en process liknande den som skulle utföra glatta muskelceller (Rappaport, 1996).

Men det sätt på vilket kontraktile ringen kontrakt är fortfarande ett mysterium. Uppenbarligen fungerar den inte på grund av en sladdmekanism med aktin och myosin II-filament som rör sig ovanpå varandra, som skelettmuskler skulle..

Eftersom ringen är kontraherad, behåller den samma styvhet under hela processen. Detta innebär att antalet filament minskar i medan där ringen stängs (Alberts, et al., 2002).

Fördelning av organeller i dotterceller

Processen med mitos bör se till att varje dotterceller får samma antal kromosomer. När en eukaryot cell delar upp måste dock varje dottercell också erva en serie av väsentliga cellulära komponenter, inklusive organellerna som är inneslutna i cellmembranet..

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

På samma sätt kan celler inte skapa en ny endoplasmisk retikulum, om inte en del av den är närvarande i cellmembranet.

Vissa organeller som mitokondrier och kloroplaster är närvarande i ett stort antal celler inom modercellen för att säkerställa att de två dotternas celler arv dem framgångsrikt..

Det endoplasmatiska nätverket under cell gränssnittet är kontinuerligt tillsammans med cellmembranet och arrangeras av cytoskelettala mikro tubulus (Brill, Hime, Scharer-Schuksz, & Fuller, 2000).

På att ange mitosfasen, omorganisationen av mikrotubuli frigör det endoplasmatiska retiklet, vilket är fragmenterad i den utsträckning som omslags kärnan är också bruten. Golgiapparaten förmodligen fragmenterad, även om vissa celler verkar att fördelas av hårkorset att senare växa fram i telofas.

Mitos utan cytokinesis

Även om celldelning normalt följs av cytoplasmas uppdelning finns det några undantag. Vissa celler går igenom flera processer av celldelning utan att cytoplasman delas upp.

Till exempel passerar embryot av bananfluga genom 13 stadier av kärndelning innan den cytoplasmatiska uppdelningen äger rum, vilket resulterar i en stor cellkärnor med upp till 6000.

Detta arrangemang syftar främst att påskynda utvecklingsprocessen tidigt eftersom cellerna inte har tagit så lång tid att gå igenom alla stadier av celldelning som innebär cytokines.

Efter det att denna snabba kärnvapendelning har ägt rum skapas cellerna kring varje kärna i en enda process av cytokines, känd som celurisering. Kontraktila ringarna bildas på ytan av cellerna och plasmamembranet sträcker sig inåt och anpassar sig för att omsluta varje kärna

Mitos utan cytokines förekommer också i vissa typer av däggdjursceller, såsom osteoklaster, trofoblaster, och vissa hepatocyter och hjärtmuskelceller. Dessa celler växer till exempel på ett multinucleärt sätt, liksom vissa svampar eller fruktflugan (Zimmerman, 2012).

referenser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4: e upplagan. New York: Garland Science.
2. Biology-Online.org. (12 mars 2017). Biologi Online. Erhållen från Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, J.A., Hime, G.R., Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Utbildning, N. (2014). Naturutbildning. Erhållen från cytokinesis: nature.com.
5. Guertin, D. A., Trautmann, S., & McCollum, D. (juni 2002). Hämtat från cytokineser i eukaryoter: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Cytokines i djurceller. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitos / Cytokinesis. Academic Press.