Jaká jsou stádia cytokineze?

Ze základního biologického hlediska úspěšný konec každého jedince eukaryotický život buňky je rozdělení této buňky na dvě dceřiné buňky, z nichž každá nese úplnou kopii mateřské buňky DNAnebo deoxyribonukleová kyselina (tj. její genetický materiál).

Toto rozdělení buňky se nazývá cytokineze, a je bezprostředně před ním mitóza, vícestupňový proces, který odděluje DNA buňky do dvou dceřiných jader.

Mitóza a cytokineze společně představují čtvrtou a poslední fázi cyklu eukaryotických buněk, která se nazývá M fáze. Fázi M předcházejí tři fáze, které společně tvoří mezifázi, část buněčného cyklu, ve které neprobíhá žádný proces dělení jader nebo buněk.

Mechanika cytokineze ještě není zcela objasněna, ale je známo mnoho o kritickém načasování jejích událostí a dalších aspektech posledního kroku v cyklu kterékoli buňky.

•  Čtyři stádia cytokineze jsou iniciace, kontrakce, vložení membrány a dokončení.

Živé věci lze rozdělit na prokaryoty a eukaryoty.Prokaryotes jsou jednobuněčné organismy, které přenášejí jen malé množství DNA a nemají ve svých buňkách žádné vnitřní struktury vázané na membránu, včetně jader.

Reprodukují se jednoduchým rozdělením na polovinu po replikaci své DNA a celkovým zvětšením, což je proces zvaný binární dělení. Před dalším rozdělením nastanou jen malé důsledky. Protože tyto organismy mají pouze jednu buňku, binární štěpení je ekvivalentní reprodukci.

Eukaryota (rostliny, zvířata a houby) mají jádra a řadu dalších organel, což činí reprodukci buňky složitějším procesem. V okamžiku, kdy jedna z těchto buněk vznikne, vstoupí do G₁ (první mezera) fáze mezifáze. Poté následuje S(syntéza), G₂ (druhá mezera) a nakonec M (mitóza). Buňka roste obecně větší v G₁, replikuje své chromozomy v S, kontroluje svou práci v G₂ a rozdělí jeho obsah na stejné poloviny v M. Mezifáze je mnohem delší než fáze M.

V případě, že jste někdy dotázáni „V jaké fázi jsou dceřiné buňky v důsledku mitózy?“ můžete odpovědět „fázi M“, protože mezifáze nezačne, dokud nedojde k cytokinéze, která začíná během probíhající mitózy a obvykle končí krátce poté, co mitóza začíná. kompletní.

Mitózu lze rozdělit na čtyři nebo pět fází, přičemž druhá fáze pětistupňového schématu (prometafáze) je pozdějším doplněním schématu. Pro úplnost je zde popsáno všech pět fází.

Prophase: Mitóza začíná, když se chromozomy, které byly duplikovány ve fázi S, kondenzují, což usnadňuje jejich vidění jako jednotlivých forem pod mikroskopem. Současně se replikuje struktura zvaná centriole a dvě dcery centrioly migrují na opačné póly nebo konce buňky, kde začínají generovat mitotické vřeteno, většinou z mikrotubul bílkoviny.

Prometafáze: V tomto kroku chromozomové sady sestávají ze stejné sestry chromatidy připojili se ke struktuře zvané centroméra a zahájili svou pouť směrem ke střední linii buňky. Mezitím centrioly nadále shromažďují mitotické vřeteno, které slouží jako sada drobných lan nebo řetězů.

Metafáze: V této fázi jsou všechny chromozomy (46 u lidí) seřazeny v úhledné linii na metafázové desce, v rovině procházející „rovníkem“ buňky a kolmo k vřetenovému aparátu. Tato čára prochází centromery, což znamená, že jedna sesterská chromatida z každé sady leží na jedné straně desky, zatímco její dvojče leží na opačné straně.

Anafáze: V této fázi vlákna vřetena fyzicky táhnou chromatidy od sebe a směrem k opačným pólům buňky. Cytokineze ve skutečnosti začíná v této fázi vznikem a dělící rýha. Na konci anafáze sedí ve skupině na každém pólu kompletní sada 46 chromatid (jednotlivých chromozomů).

Telophase: S genetickým materiálem, který je nyní duplikován a oddělen, buňka dává každému chromozomu nastavenou vlastní jadernou obálku. Kromě toho chromozomy kondenzovat. V podstatě je telofáza profázou v opačném pořadí. Časná cytokineze probíhá během telofázy.

Na konci mitózy je cytokineze jediným procesem zbývajícím v buněčném cyklu. Ačkoli mnoho zdrojů uvádí mitózu a cytokinezi jako následné události, je to zavádějící. I když je pravda, že cytokineze obvykle končí nedlouho po mitóze, oba procesy se značně překrývají v čase a do určité míry i v prostoru.

Štěpná brázda, která značí nástup cytokineze, se objevuje, jak je uvedeno, během anafáze. Pokud si představíte, co se děje během této fáze mitózy, pochopíte, proč tomu tak je nejranější okamžik, kdy je pro buňku jako celek bezpečné zahájit vlastní proces divize.

Pokud má váš mentální obraz dvě sady chromatidů pohybujících se v jádru doleva a doprava, představte si buněčnou membránu začíná se „přitahovat“ shora, uvádí do pohybu štěpení, které nakonec vytlačuje střed buňky jak z horní, tak z dno.

Pokud by k tomuto štěpení buněk došlo před zahájením anafáze, mohlo by dojít k asymetrické distribuci chromatidů v jaderné oblasti. Výsledek by byl téměř jistě smrtelný pro buňku, která k řádnému fungování vyžaduje kompletní doplněk DNA organismu.

Převládajícím funkčním znakem cytokineze je kontraktilní kroužek, struktura, která se skládá z různých proteinů, hlavně aktinu a myosinu, a leží těsně pod buněčnou membránou. Představte si obrovský oblouk běžící těsně pod zemským rovníkem (imaginární čára procházející kolem středu planety) a získáte představu o celkovém nastavení.

• Kontraktilní prsten je rysem zvířecích buněk a hrstkou pouze jednobuněčných eukaryot. V rostlinných buňkách, které mají kubičtější tvar, se štěpná rovina vytváří bez výskytu brázdy.

Rovina kontraktilního prstence je určena orientací vláken mitotického vřetena. Když se díváte na diagram buňky, prakticky pokaždé, když se díváte na dvourozměrné znázornění. Pokud si ale představujete buňku jako kouli namísto zeměkoule a vykouzlíte obraz chromozomů visících na obou „okrajích“, můžete pravděpodobně intuitivně že ideální rovina štěpení by musela probíhat kolmo na obecný směr vláken vřetena, která sahají mezi dvěma buňkami póly.

Jak se kroužek zmenšuje a spolu s ním táhne membránu dovnitř, vychází z vezikul na obou stranách roviny štěpení nový materiál buněčné membrány. Jak se buňka postupně štěpí, nové kousky membrány zaplňují mezery, které by se jinak objevily po stranách obou dceřiných buněk, a umožňují vylití cytoplazmatického obsahu.

Buňky se občas dělí asymetrickým způsobem. Nerozdělují své chromatidy asymetricky, protože, jak již bylo uvedeno, mělo by to pro buňku rozhodně nepříjemné výsledky. Příležitostně však vyvstávají důvody pro rozdělení cytoplazma a jeho obsah do nerovných částí.

Buňka obvykle používá tuto strategii cytokineze, když dceřiné buňky mají různé konečné funkce a cíle. Asymetrie se může projevit nerovnoměrným rozdělením organely, nerovnoměrné množství cytoplazmy nebo nějaká kombinace těchto funkcí.