Hva er stadiene av cytokinesis?

Fra et grunnleggende biologisk synspunkt, den vellykkede enden på ethvert individ eukaryotisk cellens liv er delingen av den cellen i to datterceller, hver av dem bærer en komplett kopi av foreldercellen DNA, eller deoksyribonukleinsyre (dvs. dens genetiske materiale).

Denne delingen av cellen kalles cytokinese, og blir umiddelbart innledet av mitose, flertrinnsprosessen som skiller cellens DNA i to datterkjerner.

Mitose og cytokinese representerer sammen det fjerde og siste trinnet i den eukaryote cellesyklusen, kalt M-fase. M-fasen innledes med de tre trinnene som til sammen utgjør interfase, den delen av cellesyklusen der ingen kjernefysiske eller cellulære delingsprosesser foregår.

Mekanikken til cytokinese er ennå ikke helt forstått, men mye er kjent om den kritiske timingen for hendelsene og andre aspekter av det siste trinnet i syklusen til en hvilken som helst celle.

•  De fire stadiene av cytokinese er initiering, sammentrekning, membraninnføring og ferdigstillelse.

Levende ting kan deles inn i prokaryoter og eukaryoter.Prokaryoter er encellede organismer som bare bærer en liten mengde DNA og har ingen indre membranbundne strukturer i cellene, inkludert kjerner.

De reproduserer ved å bare dele i to etter å ha replikert DNA og blitt større generelt, en prosess som kalles binær fisjon. Lite av konsekvensen skjer før neste divisjon. Fordi disse organismene bare har en celle, tilsvarer binær fisjon reproduksjon.

Eukaryoter (planter, dyr og sopp) har kjerner og en rekke andre organeller, noe som gjør reproduksjon av cellen til en mer kompleks prosess. For øyeblikket en av disse cellene blir til, kommer den inn i G₁ (første gap) fase av mellomfasen. Dette følges av S(syntese), G₂ (andre gap) og endelig M (mitose). Cellen vokser generelt større i G₁replikerer kromosomene i S, sjekker arbeidet i G₂ og deler innholdet i like halvdeler i M. Interfase er langt lenger enn M-fasen.

I tilfelle du noen gang blir spurt "I hvilken fase er datterceller i som et resultat av mitose?" du kan svare "M-fasen", fordi interfase begynner ikke før cytokinese, som begynner mens mitose er i gang og vanligvis slutter kort tid etter at mitose er gjort, er fullstendig.

Mitose kan deles i enten fire eller fem trinn, med den andre fasen i fem-trinns ordningen (prometaphase) som et senere tillegg til ordningen. For fullstendighets skyld er alle fem trinn beskrevet her.

Prophase: Mitose kommer i gang når kromosomene, som ble duplisert i S-fasen, blir mer fortettede, noe som gjør det lettere å se dem som individuelle former under et mikroskop. Samtidig replikeres en struktur kalt sentriole og de to datter sentrioler migrere til motsatte poler, eller ender, av cellen, hvor de begynner å generere mitotisk spindel, hovedsakelig fra mikrotubuli proteiner.

Prometafase: I dette trinnet settes kromosomene, bestående av identisk søster kromatider sluttet seg til en struktur kalt sentromer, begynn pilegrimsreisen mot midtlinjen i cellen. I mellomtiden fortsetter sentriolene å montere den mitotiske spindelen, som fungerer som et sett med små tau eller kjeder.

Metafase: På dette stadiet er alle kromosomene (46 hos mennesker) stilt opp i en pen linje på metafaseplaten, et plan som går gjennom "ekvator" i cellen og vinkelrett på spindelapparatet. Denne linjen går gjennom sentromerer, noe som betyr at en søsterkromatid fra hvert sett ligger på den ene siden av platen mens tvillingene ligger på motsatt side.

Anafase: I denne fasen trekker spindelfibrene fysisk kromatidene fra hverandre og mot motsatte poler av cellen. Cytokinesis begynner faktisk på dette stadiet med utseendet til en spaltingsfure. På slutten av anafasen sitter et komplett sett med 46 kromatider (enkle kromosomer) i en klump ved hver pol.

Telofase: Med det genetiske materialet som nå er duplisert og separert, går cellen til å gi hvert kromosomsett sin egen kjernekonvolutt. i tillegg kromosomer kondenserer. I hovedsak er telofase profasekjørt i omvendt retning. Tidlig cytokinese fortsetter under telofase.

På slutten av mitose er cytokinese den eneste prosessen som gjenstår i cellesyklusen. Selv om mange kilder viser mitose og cytokinese som sammenhengende hendelser, er dette misvisende. Selv om det er sant at cytokinese vanligvis er ferdig ikke lenge etter at mitose gjør det, overlapper de to prosessene betydelig i tid og til en viss grad med rom.

Spaltingsfuren som betyr at cytokinese oppstår, vises som nevnt under anafase. Hvis du ser for deg hva som skjer i løpet av dette stadiet av mitose, kan du forstå hvorfor dette er tidligste punkt der det er trygt for cellen som helhet å sette i gang sin egen prosess inndeling.

Hvis ditt mentale bilde har de to settene med kromatider som beveger seg mot venstre og høyre i en kjerne, kan du forestille deg cellemembranen begynner å "klemme inn" ovenfra og sette i gang en spalting som til slutt klemmer midten av cellen fra både toppen og bunn.

Hvis denne cellekløyvingen skulle skje før anafase var i gang, kunne den produsere en asymmetrisk fordeling av kromatider i kjernefysiske regionen. Resultatet vil nesten helt sikkert være dødelig for cellen, noe som krever et fullstendig komplement av organismens DNA for å fungere skikkelig.

Det dominerende funksjonelle trekket ved cytokinese er kontraktil ring, en struktur som består av forskjellige proteiner, hovedsakelig actin og myosin, og sitter rett under cellemembranen. Se for deg en enorm bøyle som løper like under jordens ekvator (den imaginære linjen som går rundt planetens midten), og du får en ide om det generelle oppsettet.

• Den kontraktile ringen er bare et trekk ved dyreceller og en håndfull encellede eukaryoter. I planteceller, som er mer kubiske i form, dannes spaltningsplanet uten at det ser ut som en fure.

Planet til den kontraktile ringen bestemmes av retningen til de mitotiske spindelfibrene. Når du ser på et diagram av en celle, nesten hver gang du ser på en todimensjonsrepresentasjon. Men hvis du ser for deg cellen som en kule i stedet for en klode, og trylle frem et bilde av kromosomer som henger ut på begge "kanter", kan du sannsynligvis intuitere at det ideelle spaltningsplanet må løpe vinkelrett på spindelfibrenes generelle retning, som når mellom de to cellene poler.

Når ringen blir mindre, og trekker membranen innover sammen med den, dukker det opp nytt cellemembranmateriale fra vesiklene på hver side av spaltningsplanet. Når cellen gradvis blir delt, plugger de nye membranbitene hullene som ellers ville dukket opp på sidene av begge dattercellene, og lar cytoplasmisk innhold rømme.

Celler deler seg av og til på en asymmetrisk måte. De deler ikke kromatidene sine asymmetrisk, siden som nevnt ville dette ha avgjort ubehagelige resultater for cellen. Imidlertid oppstår det av og til grunner for å dele cytoplasma og innholdet i forskjellige deler.

Cellen benytter vanligvis denne cytokinesestrategien når dattercellene har forskjellige ultimate funksjoner og destinasjoner. Asymmetrien kan manifestere seg i en ujevn fordeling av organeller, en ujevn masse av cytoplasma, eller en kombinasjon av disse funksjonene.