Eines der "Ziele" aller Zellen ist es, sich zu teilen und jeder Tochterzelle eine vollständige Kopie der DNA des Organismus zu spenden.
Diese Zellteilung bei Eukaryoten heißt Zytokinese und ist mit vorangestellt Mitose. Beide Zytokinese und Mitose erfordern die Beteiligung von Proteinstrukturen, die in Form der cell Zytoskelett.
Mikrofilamente spielen eine entscheidende Rolle bei der Zytokinese, da sie Aktinfasern bilden, die Hauptbestandteile des kontraktilen Rings bei der Zytokinese in tierischen Zellen sind. Die konkrete Aufgabe von Mikrofilamente in Zytokinese wird nach einem Blick darauf gegeben, was Mikrofilamente und verwandte Strukturen in der Zelle insgesamt bewirken.
Mikrofilamente: Definition
Mikrofilamente sind feste Stäbchen aus dem Protein handelnd. Dieses Protein hat eine kugelige Form, wenn es zuerst in den Ribosomen von Zellen synthetisiert wird, aber es nimmt eine lineare Form an, die dann zu helikalen Fäden gewunden wird, die sich miteinander verflechten. Die einzelnen Mikrofilamente sind etwa 5 nm bis 9 nm (Nanometer oder milliardstel Meter) breit und auf eine beachtliche Zugfestigkeit ausgelegt.
Mikrofilamente wachsen an einem Ende schneller als am anderen, weil alle einzelnen Proteinmoleküle in diesen Filamenten elektrische Polarität und alles in die gleiche Richtung. Dadurch bleibt ein Ende eines gegebenen Mikrofilaments elektrisch positiver und das andere elektrisch negativer.
Rolle von Mikrofilamenten
Mikrofilamente sind, wie erwähnt, feste, stäbchenförmige Strukturen, die aus Aktin bestehen. Sie bieten strukturelle Unterstützung und spielen eine Rolle bei der Phagozytose, der Aufnahme durch einfaches Verschlucken von unerwünschten Fremdstoffen, um sie loszuwerden, manchmal nach sie verdauen. Mikrofilamente sind auch an der Bewegung von Zellen und Organellen sowie an der Zellteilung beteiligt, wie Sie sehen werden.
Das Zytoskelett ist ein System mikroskopischer molekularer Filamente, das im Zytoplasma eukaryontischer Zellen vorkommt. Mikrofilamente fungieren als einer von drei Hauptbeiträgen zu diesem Netzwerk, die anderen sind Zwischenfasern und Mikrotubuli.
Das Zytoskelett bietet zusätzliche strukturelle Unterstützung für Zellen ohne Zellwände, sorgt für die Motilität von Zellen und Organellen (Bewegung) und beteiligt sich auf verschiedenen Ebenen an der Zellteilung (Mitose und Zytokinese).
Andere Komponenten des Zytoskeletts
Der wichtigste Beitrag zum Zytoskelett sind wahrscheinlich die Mikrotubuli, hohle Strukturen aus Untereinheiten, die aus einem Protein namens. bestehen Tubulin. Zwischenfilamente helfen, das Äußere der Zelle zu formen und verstärken die Arbeit des Zytoskeletts auf das Zellinnere als Ganzes.
Zentriolen sind Strukturen, die aus einem Ring von neun Mikrotubuli um einen Kern von zwei Mikrotubuli bestehen. Diese können in sich teilenden Zellen die Mitosespindel bilden und auch die peitschenartige Zilien und Geißeln, die an der Fortbewegung des Organismus und der Bewegung benachbarter Moleküle beteiligt sind.
Mitose und der Zellzyklus
Im ersten Teil des Zellzyklus, der Interphase, teilt sich die Zelle nicht; vielmehr "aufbaut" es sich, einschließlich der Replikation seiner Chromosomen oder einzelner "Stücke" der DNA.
Mitose ist der erste Teil von M-Phase; die zweite ist die Zytokinese. Die Mitose besteht aus vier (einige Quellen sagen fünf) Schritte: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase, wobei einige Texte "Prometaphase" zwischen Prophase und Metaphase platzieren. Auf jeden Fall bestehen die Spindelfasern, die sich während der Prophase bilden und die Chromosomen während der Anaphase auseinanderziehen, aus Mikrotubuli.
Mikrofilamente in der Zytokinese
Die Zytokinese beginnt in der Anaphase der Mitose, wenn sich die Zellmembran auf beiden Seiten der Linie (oder Ebene), entlang der sich die Zelle teilt, nach innen zu kräuseln beginnt. In tierischen Zellen ohne Zellwände bildet sich um die Innenseite der Zellmembran ein kontraktiler Ring, der teilweise aus Aktin-Mikrofilamenten besteht und die Zelle von allen Seiten einschnürt.
Pflanzenzellen können aufgrund des Vorhandenseins einer Zellwand keine kontraktilen Ringe bilden, und Zytokinese tritt stattdessen entlang a. auf Zellplatte in diesen Organismen.