Koje su faze citokineze?

S osnovnog gledišta biologije, uspješan kraj svakog pojedinca eukariotski život stanice je podjela te stanice na dvije stanice kćeri, a svaka od njih nosi potpunu kopiju matične stanice DNK, ili deoksiribonukleinska kiselina (tj. njezin genetski materijal).

Ova podjela stanice se naziva citokineza, a njemu neposredno prethodi mitoza, postupak u više koraka koji razdvaja DNA stanice u dvije kćerne jezgre.

Mitoza i citokineza zajedno predstavljaju četvrtu i posljednju fazu eukariotskog staničnog ciklusa, koja se naziva M faza. M fazi prethode tri faze koje zajedno čine interfazu, dio staničnog ciklusa u kojem se ne odvijaju procesi nuklearne ili stanične diobe.

Mehanika citokineze još nije u potpunosti shvaćena, ali mnogo se zna o kritičnom vremenu njegovih događaja i drugim aspektima završnog koraka u ciklusu bilo koje stanice.

•  Četiri stadija citokineze su inicijacija, kontrakcija, umetanje membrane i završetak.

Živa se bića mogu podijeliti na prokarioti i eukarioti.

Oni se razmnožavaju jednostavnim dijeljenjem na pola nakon repliciranja svoje DNK i ukupnim povećanjem, što nazivamo procesom binarna fisija. Malo se posljedica događa prije sljedeće podjele. Budući da ti organizmi imaju samo jednu stanicu, binarna fisija ekvivalentna je reprodukciji.

Eukarioti (biljke, životinje i gljive) imaju jezgre i brojne druge organele, što reprodukciju stanice čini složenijim procesom. U trenutku kada jedna od ovih stanica nastaje, ona ulazi u G₁ (prvi jaz) stadij interfaze. Nakon toga slijedi S(sinteza), G₂ (druga praznina) i konačno M (mitoza). Stanica općenito raste u G₁, replicira svoje kromosome u S, provjerava svoj rad u G₂ a njegov sadržaj dijeli na jednake polovice u M. Interfaza je daleko duža od M faze.

U slučaju da vas se pita "U kojoj su fazi stanice kćeri kao rezultat mitoze?" možete odgovoriti "M fazom", jer interfaza ne započinje dok citokineza, koja započinje dok je mitoza u toku i obično završava nedugo nakon mitoze, ne završi dovršen.

Mitozu možemo podijeliti u četiri ili pet faza, s tim da je druga faza u petostupanjskoj shemi (prometafaza) kasniji dodatak shemi. Radi cjelovitosti ovdje je opisano svih pet faza.

Profaza: Mitoza započinje kad se kromosomi, koji su duplicirani u S fazi, zgusnu, što ih čini lakšim vidjeti pod mikroskopom kao pojedinačne oblike. Istodobno se replicira struktura zvana centriole i dvije kćeri centrioli migriraju na suprotne polove ili krajeve stanice, gdje počinju stvarati mitotsko vreteno, uglavnom iz mikrotubule bjelančevine.

Prometafaza: U ovom koraku skupovi kromosoma sastoje se od identične sestre kromatide spojeni u strukturu koja se naziva centromera, započinju svoje hodočašće prema srednjoj liniji ćelije. U međuvremenu, centrioli nastavljaju sastavljati mitotsko vreteno, koje služi kao skup sićušnih užeta ili lanaca.

Metafaza: U ovoj su fazi svi kromosomi (46 u ljudi) poredani u urednu liniju na metafaznoj ploči, ravninu koja prolazi kroz "ekvator" stanice i okomito na vretenski aparat. Ova linija prolazi kroz centromere, što znači da jedna sestra kromatida iz svakog skupa leži na jednoj strani ploče, dok njezin blizanac leži na suprotnoj strani.

Anafaza: U ovoj fazi vlakna vretena fizički povlače kromatide u smjeru prema suprotnim polovima stanice. Citokineza zapravo započinje u ovoj fazi pojavom a brazda cijepanja. Na kraju anafaze, kompletan set od 46 kromatida (pojedinačnih kromosoma) nalazi se u nakupini na svakom polu.

Telofaza: S genetičkim materijalom koji se sada duplicira i razdvaja, stanica kreće u davanje svakom kromosomu postavljene vlastite nuklearne ovojnice. Osim toga, kromosomi dekondenzirati. U osnovi, telofaza je profaza obrnuto. Rana citokineza nastavlja se tijekom telofaze.

Na kraju mitoze, citokineza je jedini proces koji ostaje u staničnom ciklusu. Iako mnogi izvori navode mitozu i citokinezu kao uzastopne događaje, to zavarava. Iako je istina da citokineza obično završava nedugo nakon što mitoza završi, ta se dva procesa znatno preklapaju u vremenu i, donekle, u prostoru.

Kao što je navedeno, brazda cijepanja koja označava početak citokineze pojavljuje se tijekom anafaze. Ako zamislite što se događa tijekom ove faze mitoze, možete razumjeti zašto je to najranija točka u kojoj je sigurno da stanica u cjelini sama započinje proces podjela.

Ako vaša mentalna slika ima dva seta kromatida koja se kreću lijevo i desno unutar jezgre, zamislite staničnu membranu počevši da se "uvlače" odozgo, pokrećući dekolte koji u konačnici istiskuje sredinu stanice i s vrha i sa dno.

Ako bi se ovo stanično cijepanje dogodilo prije nego što je anafaza u tijeku, moglo bi proizvesti asimetričnu raspodjelu kromatida unutar nuklearne regije. Rezultat bi gotovo sigurno bio smrtonosan za stanicu, što zahtijeva potpunu komplementarnost DNK organizma za pravilno funkcioniranje.

Prevladavajuće funkcionalno obilježje citokineze je kontraktilni prsten, struktura koja se sastoji od različitih bjelančevina, uglavnom aktina i miozina, a nalazi se neposredno ispod stanične membrane. Zamislite golemi obruč koji trči točno ispod Zemljinog ekvatora (zamišljena linija koja prolazi oko sredine planeta) i dobit ćete ideju o ukupnoj postavci.

• Smanjivi prsten značajka je životinjskih stanica i samo nekoliko jednostaničnih eukariota. U biljnim stanicama, koje su kubičnijeg oblika, ravnina cijepanja nastaje bez pojave brazde.

Ravnina kontraktilnog prstena određena je orijentacijom vlakana mitotskog vretena. Kada gledate dijagram stanice, gotovo svaki put kada gledate dvodimenzionalni prikaz. Ali ako zamišljate stanicu kao kuglu umjesto globusa i dočarate sliku kromosoma koji vise na oba "ruba", vjerojatno možete intuitivno da bi idealna ravnina cijepanja morala voditi okomito na opći smjer vlakana vretena, koja sežu između dvije stanice motke.

Kako prsten postaje manji, povlačeći membranu prema sebi, novi materijal stanične membrane izlazi iz vezikula s obje strane ravnine cijepanja. Kako se stanica postupno dijeli, novi dijelovi membrane začepljuju praznine koje bi se inače pojavile na bokovima obje stanice kćeri i omogućuju izlijevanje citoplazmatskog sadržaja.

Stanice se povremeno dijele na asimetričan način. Oni ne dijele svoje kromatide asimetrično, jer bi, kako je napomenuto, to imalo sasvim neugodne rezultate za stanicu. Međutim, povremeno se pojavljuju razlozi za podjelu citoplazma a njegov sadržaj u nejednake dijelove.

Stanica obično koristi ovu strategiju citokineze kada kćerke imaju različite krajnje funkcije i odredišta. Asimetrija se može očitovati u neravnomjernoj raspodjeli organele, neujednačena masa citoplazme ili neka kombinacija ovih obilježja.