Wat zijn de stadia van cytokinese?

Vanuit een fundamenteel biologiestandpunt, het succesvolle einde van elk individu eukaryoot celleven is de verdeling van die cel in twee dochtercellen, elk met een volledige kopie van de oudercel DNA, of deoxyribonucleïnezuur (d.w.z. het genetisch materiaal ervan).

Deze deling van de cel heet cytokinese, en wordt onmiddellijk voorafgegaan door mitose, het meerstapsproces dat het DNA van de cel scheidt in twee dochterkernen.

Mitose en cytokinese vertegenwoordigen samen de vierde en laatste fase van de eukaryote celcyclus, de zogenaamde M fase. De M-fase wordt voorafgegaan door de drie fasen die samen de interfase vormen, het deel van de celcyclus waarin geen kern- of celdelingsprocessen plaatsvinden.

De mechanica van cytokinese is nog niet volledig begrepen, maar er is veel bekend over de kritische timing van de gebeurtenissen en andere aspecten van de laatste stap in de cyclus van een cel.

•  De vier stadia van cytokinese zijn: initiatie, samentrekking, membraaninsertie en voltooiing.

Levende dingen kunnen worden onderverdeeld in: prokaryoten en eukaryoten.prokaryoten zijn eencellige organismen die slechts een kleine hoeveelheid DNA dragen en geen interne membraangebonden structuren in hun cellen hebben, inclusief kernen.

Ze planten zich voort door zich eenvoudig in tweeën te delen nadat ze hun DNA hebben gerepliceerd en in het algemeen groter worden, een proces genaamd binaire splijting. Weinig gevolgen treden op vóór de volgende deling. Omdat deze organismen maar één cel hebben, is binaire splitsing gelijk aan reproductie.

Eukaryoten (planten, dieren en schimmels) hebben kernen en een aantal andere organellen, waardoor reproductie van de cel een complexer proces wordt. Op het moment dat een van deze cellen ontstaat, komt deze in de G₁ (eerste gat) stadium van interfase. Dit wordt gevolgd door zo(synthese), G₂ (tweede kloof) en tenslotte M (mitose). De cel wordt over het algemeen groter in G₁, repliceert zijn chromosomen in S, controleert zijn werk in G₂ en verdeelt de inhoud in gelijke helften in M. Interfase is veel langer dan de M-fase.

In het geval dat u ooit wordt gevraagd: "In welke fase bevinden dochtercellen zich als gevolg van mitose?" je kunt "de M-fase" beantwoorden, omdat interfase begint pas met cytokinese, die begint terwijl de mitose aan de gang is en meestal eindigt kort nadat de mitose begint, is compleet.

Mitose kan worden onderverdeeld in vier of vijf fasen, waarbij de tweede fase in het vijffasenschema (prometafase) een latere toevoeging aan het schema is. Voor de volledigheid worden hier alle vijf de fasen beschreven.

Profase: Mitose komt op gang wanneer de chromosomen, die in de S-fase werden gedupliceerd, meer gecondenseerd worden, waardoor het gemakkelijker wordt om ze als individuele vormen onder een microscoop te zien. Tegelijkertijd wordt een structuur genaamd de centriole gerepliceerd en de twee dochters two centriolen migreren naar tegenovergestelde polen of uiteinden van de cel, waar ze de mitotische spil beginnen te genereren, meestal van microtubuli eiwitten.

Prometafase: In deze stap wordt het chromosoom sets, bestaande uit identieke zuster chromatiden verenigd in een structuur die het centromeer wordt genoemd, beginnen hun pelgrimstocht naar de middellijn van de cel. Ondertussen blijven de centriolen de mitotische spil monteren, die dient als een set kleine touwen of kettingen.

Metafase: In dit stadium liggen alle chromosomen (46 bij mensen) in een nette lijn op de metafaseplaat, een vlak dat door de "evenaar" van de cel gaat en loodrecht op het spoelapparaat staat. Deze lijn gaat door de centromeren, wat betekent dat een zusterchromatide van elke set aan de ene kant van de plaat ligt terwijl de tweeling aan de andere kant ligt.

Anafase: In deze fase trekken de spilvezels de chromatiden fysiek uit elkaar en naar tegenovergestelde polen van de cel. Cytokinese begint eigenlijk in dit stadium met het verschijnen van a decolleté groef. Aan het einde van de anafase zit een complete set van 46 chromatiden (enkele chromosomen) in een klomp aan elke pool.

Telofase: Nu het genetische materiaal is gedupliceerd en gescheiden, geeft de cel elke chromosoomset zijn eigen nucleaire envelop. tevens de chromosomen decondenseren. In wezen is telofase de profase die omgekeerd wordt uitgevoerd. Vroege cytokinese vindt plaats tijdens de telofase.

Aan het einde van de mitose is cytokinese het enige resterende proces in de celcyclus. Hoewel veel bronnen mitose en cytokinese als opeenvolgende gebeurtenissen vermelden, is dit misleidend. Hoewel het waar is dat cytokinese meestal niet lang na mitose eindigt, overlappen de twee processen aanzienlijk in tijd en tot op zekere hoogte in ruimte.

De splitsingsgroef die het begin van cytokinese betekent, verschijnt, zoals opgemerkt, tijdens de anafase. Als je je voorstelt wat er gebeurt tijdens deze fase van mitose, kun je begrijpen waarom dit het geval is vroegste punt waarop het veilig is voor de cel als geheel om het proces van zichzelf te starten divisie.

Als je mentale beeld de twee sets chromatiden in een kern naar links en naar rechts laat bewegen, stel je dan het celmembraan voor begint van bovenaf te "knijpen", waardoor een decolleté in beweging komt dat uiteindelijk het midden van de cel van zowel de bovenkant als de bodem.

Als deze celsplitsing zou plaatsvinden voordat de anafase aan de gang was, zou dit een asymmetrische verdeling van chromatiden binnen het nucleaire gebied kunnen produceren. Het resultaat zou vrijwel zeker dodelijk zijn voor de cel, die een volledige aanvulling van het DNA van het organisme nodig heeft om goed te kunnen functioneren.

Het belangrijkste functionele kenmerk van cytokinese is de contractiele ring, een structuur die bestaat uit verschillende eiwitten, voornamelijk actine en myosine, en die net onder het celmembraan zit. Stel je een enorme hoepel voor die net onder de evenaar van de aarde loopt (de denkbeeldige lijn die rond het midden van de planeet loopt), en je krijgt een idee van de algehele opzet.

• De contractiele ring is alleen een kenmerk van dierlijke cellen en een handvol eencellige eukaryoten. In plantencellen, die meer kubusvormig zijn, vormt het splitsingsvlak zich zonder het verschijnen van een groef.

Het vlak van de samentrekkende ring wordt bepaald door de oriëntatie van de mitotische spoelvezels. Als je naar een diagram van een cel kijkt, kijk je vrijwel elke keer naar een tweedimensionale weergave. Maar als je je de cel voorstelt als een bol in plaats van een bol, en een beeld oproept van chromosomen die aan beide 'randen' hangen, kun je waarschijnlijk intuïtief dat het ideale splitsingsvlak loodrecht op de algemene richting van de spilvezels zou moeten lopen, die tussen de twee cellen reiken palen.

Naarmate de ring kleiner wordt en het membraan mee naar binnen trekt, komt nieuw celmembraanmateriaal uit blaasjes aan weerszijden van het splitsingsvlak. Naarmate de cel geleidelijk wordt gesplitst, vullen de nieuwe stukjes membraan de gaten die anders aan de zijkanten van beide dochtercellen zouden verschijnen, en laten de cytoplasmatische inhoud eruit.

Cellen delen zich af en toe op een asymmetrische manier. Ze verdelen hun chromatiden niet asymmetrisch, omdat, zoals opgemerkt, dit beslist onaangename resultaten voor de cel zou hebben. Soms doen zich echter redenen voor om de cytoplasma en de inhoud ervan in ongelijke porties.

De cel past deze cytokinesestrategie gewoonlijk toe wanneer de dochtercellen verschillende uiteindelijke functies en bestemmingen hebben. De asymmetrie kan zich manifesteren in een ongelijke verdeling van organellen, een ongelijke massa cytoplasma of een combinatie van deze kenmerken.