Włókna wrzecionowe to struktury białkowe, które tworzą się wcześnie w mitozie lub podziale komórki. Składają się z mikrotubul wywodzących się z centrioli, dwóch ciał w kształcie koła znajdujących się w obszarze centromeru komórki. Centromer jest również znany jako centrum organizujące mikrotubule. Włókna wrzeciona zapewniają strukturę i środki mocowania, które utrzymują uporządkowane, wyrównane i dobrane chromosomy podczas cały proces mitozy, zmniejszający występowanie aneuploidii, czyli komórek potomnych z niepełnymi zestawami chromosomy. Aneuploidia jest charakterystyczna dla nowotworów.
składniki
Mikrotubule wrzeciona to włókna białkowe złożone z aż 45 różnych białek, które wyrastają z centrioli. Tworzą polimer, który jest dużą cząsteczką złożoną z wielu podobnych cząsteczek połączonych ze sobą. Szereg białek zwanych motorami molekularnymi napędza tworzenie i funkcjonowanie wrzeciona, w tym kinezyny i dyneina. Kinezyny pomagają ustalić dwa przeciwległe bieguny wrzeciona, umieścić chromosomy między biegunami i skupić bieguny wrzeciona. Dynein reguluje długość wrzeciona, jego położenie i ogniskowanie bieguna oraz przyczynia się do tworzenia punktu kontrolnego podczas metafazy. W metafazie pary chromosomów ustawiają się wzdłuż środka komórki dzielącej się wzdłuż płaszczyzny równikowej. Tutaj są sprawdzane pod kątem prawidłowego zamocowania do wrzeciona i gotowości do separacji podczas podziału komórek.
Załączniki
Mikrotubule wrzeciona przyłączają się do specyficznego kompleksu białkowego zwanego kinetochorem, który znajduje się w obszarze centromeru w pobliżu środka każdego chromosomu. Inne mikrotubule przyczepiają się do ramion chromosomów lub do drugiego końca komórki. Chromosomy mogą również tworzyć mikrotubule, podobnie jak samo wrzeciono. Układ wrzeciona i mikrotubul chromosomowych jest maszyną makromolekularną, która jest skomplikowana i dynamiczna.
Separacja
Po sprawdzeniu chromosomów na płaszczyźnie równikowej, zrosty między dwoma zestawami chromosomów rozpuszczają się. To działanie pozwala włóknom wrzeciona, które przyczepiają chromosomy do centrioli na każdym końcu dzielącej się komórki, rozerwać dwa zestawy chromosomów. Mikrotuby wrzecionowe, które wyrosły na przeciwległych stronach komórki, pierwotnie mają zachodzące na siebie obszary; ale gdy chromosomy zaczynają segregować podczas fazy anafazy mitozy, obszary nakładania się zmniejszają się, a komórka wydłuża się.
Segregacja
W miarę postępu anafazy włókna wrzeciona ciągną każdy zestaw chromosomów w kierunku przeciwległych końców dzielącej się komórki. Dwie metody skracania wrzeciona działają na ruch chromosomów. W jednym mechanizmie włókna wrzeciona przyczepione do kinetochorów chromosomowych zaczynają szybko się rozkładać i depolimeryzować, co skraca mikrotubule i przesuwa chromosomy bliżej bieguna, do którego są mikrotubule przywiązany. Inny mechanizm przyciągania występuje, gdy białka motoryczne na biegunach wrzeciona przyciągają chromosomy bliżej. W fazie telofazy mitozy każdy zestaw chromosomów segreguje końce dzielącej się komórki, a włókna wrzeciona depolimeryzują i znikają, podobnie jak centriole. Komórka dzieli się następnie na dwie identyczne komórki potomne.