Ποια λειτουργία εκτελούν οι άξονες κατά τη διάρκεια της μίτωσης;

Οι ίνες ατράκτου είναι πρωτεϊνικές δομές που σχηματίζονται νωρίς στην μίτωση ή κυτταρική διαίρεση. Αποτελούνται από μικροσωληνίσκους που προέρχονται από τα centrioles, δύο τροχούς σχήματος σώματα που βρίσκονται στην κεντρομετρική περιοχή του κελιού. Το κέντρο είναι επίσης γνωστό ως κέντρο οργάνωσης μικροσωληνίσκων. Οι ίνες ατράκτου παρέχουν ένα πλαίσιο και μέσα σύνδεσης που διατηρούν τα χρωμοσώματα οργανωμένα, ευθυγραμμισμένα και ανάμεικτα κατά τη διάρκεια ολόκληρη η διαδικασία της μίτωσης, μειώνοντας την εμφάνιση ανευπλοειδίας ή θυγατρικών κυττάρων με ελλιπή σύνολα χρωμοσώματα. Η ανευπλοειδία είναι χαρακτηριστικό του καρκίνου

Οι μικροσωληνίσκοι ατράκτου είναι πρωτεϊνικές ίνες που αποτελούνται από 45 διαφορετικές πρωτεΐνες που αναπτύσσονται από τα εκατοστόλια. Σχηματίζουν ένα πολυμερές, το οποίο είναι ένα μεγάλο μόριο που αποτελείται από πολλά παρόμοια μόρια που συνδέονται μεταξύ τους. Ένας αριθμός πρωτεϊνών που ονομάζονται μοριακοί κινητήρες οδηγούν το σχηματισμό και τη λειτουργία του άξονα, συμπεριλαμβανομένων των κινεζινών και της δυνατίνης. Οι Kinesins βοηθούν στη δημιουργία των δύο αντίθετων πόλων του άξονα, στη θέση των χρωμοσωμάτων μεταξύ των πόλων και στην εστίαση των πόλων του άξονα. Το Dynein ρυθμίζει το μήκος του άξονα, τη θέση του άξονα και την εστίαση του πόλου και συμβάλλει στο σημείο ελέγχου κατά τη μεταφάση. Στη μετάφαση, τα ζεύγη χρωμοσωμάτων ευθυγραμμίζονται κατά μήκος του μεσαίου σημείου του διαχωριστικού κυττάρου κατά μήκος του ισημερινού επιπέδου. Εδώ ελέγχονται για σωστή προσκόλληση στον άξονα και ετοιμότητα για διαχωρισμό κατά την κυτταρική διαίρεση.

Οι μικροσωληνίσκοι ατράκτου συνδέονται με ένα συγκεκριμένο πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ονομάζεται kinetochore, το οποίο βρίσκεται στην κεντρομερή περιοχή κοντά στο κέντρο κάθε χρωμοσώματος. Άλλοι μικροσωληνίσκοι προσκολλούνται στους βραχίονες του χρωμοσώματος ή στο άλλο άκρο του κυττάρου. Τα χρωμοσώματα μπορούν επίσης να δημιουργήσουν μικροσωληνίσκους, όπως και ο ίδιος ο άξονας. Η διάταξη ατράκτου και χρωμοσωμικού μικροσωληνίσκου είναι μια μακρομοριακή μηχανή που είναι περίπλοκη και δυναμική.

Μόλις ελεγχθούν τα χρωμοσώματα στο ισημερινό επίπεδο, διαλύονται οι συγκολλήσεις μεταξύ των δύο ομάδων χρωμοσωμάτων. Αυτή η δράση επιτρέπει στις ίνες ατράκτου που προσκολλούν τα χρωμοσώματα στα κεντρόλια σε κάθε άκρο του διαχωριστικού κυττάρου να τραβήξουν τα δύο σύνολα χρωμοσωμάτων μεταξύ τους. Μικροσωλήνες ατράκτου που έχουν αναπτυχθεί σε αντίθετες πλευρές του κελιού έχουν αρχικά επικαλυπτόμενες περιοχές. αλλά καθώς τα χρωμοσώματα αρχίζουν να διαχωρίζονται κατά το στάδιο της αναφάσης της μίτωσης, οι περιοχές της επικάλυψης μειώνονται και τα κύτταρα επιμηκύνονται.

Καθώς προχωρά η αναφάση, οι ίνες ατράκτου τραβούν κάθε σύνολο χρωμοσωμάτων προς τα αντίθετα άκρα του διαχωριστικού κυττάρου. Δύο μέθοδοι μείωσης του άξονα δρουν για να μετακινήσουν τα χρωμοσώματα. Σε έναν μηχανισμό, οι ίνες ατράκτου που συνδέονται με τις χρωμοσωμικές κινητοφόρες αρχίζουν να διασπώνται γρήγορα και αποπολυμερίζεται, το οποίο μειώνει τους μικροσωληνίσκους και μετακινεί τα χρωμοσώματα πιο κοντά στον πόλο στον οποίο βρίσκονται οι μικροσωλήνες συνημμένο. Ένας άλλος μηχανισμός έλξης συμβαίνει όταν οι κινητικές πρωτεΐνες στους πόλους του άξονα τραβούν τα χρωμοσώματα πιο κοντά. Κατά τη διάρκεια του σταδίου φάσης της μίτωσης, κάθε σύνολο χρωμοσωμάτων διαχωρίζεται στα άκρα του διαχωριστικού κυττάρου, και οι ίνες ατράκτου αποπολυμερίζονται και εξαφανίζονται, όπως και οι κεντροί. Το κύτταρο στη συνέχεια χωρίζεται σε δύο πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα.