Care sunt etapele citokinezei?

Din punct de vedere al biologiei de bază, sfârșitul cu succes al oricărei persoane eucariotă viața celulei este împărțirea acelei celule în două celule fiice, fiecare dintre ele purtând o copie completă a celulei părinte ADNsau acidul dezoxiribonucleic (adică materialul său genetic).

Această diviziune a celulei se numește citokinezie, și este imediat precedat de mitoză, procesul în mai multe etape care separă ADN-ul celulei în două nuclee fiice.

Mitoza și citokineza reprezintă împreună a patra și ultima etapă a ciclului celular eucariot, numită Faza M. Faza M este precedată de cele trei etape care formează împreună interfaza, partea ciclului celular în care nu au loc procese de diviziune nucleară sau celulară.

Mecanica citokinezei nu este încă complet înțeleasă, dar se știe foarte multe despre momentul critic al evenimentelor sale și alte aspecte ale etapei finale din ciclul oricărei celule.

•  Cele patru etape ale citokinezei sunt inițiere, contracție, inserție membranară și completare.

Lucrurile vii pot fi împărțite în procariote și eucariote.Procariote sunt organisme unicelulare care transportă doar o cantitate mică de ADN și nu au structuri interne legate de membrană în celulele lor, inclusiv nuclei.

Se reproduc prin simpla împărțire în jumătate după ce și-au reprodus ADN-ul și au crescut în general, un proces numit fisiune binară. Puține consecințe apar înainte de următoarea divizie. Deoarece aceste organisme au o singură celulă, fisiunea binară este echivalentă cu reproducerea.

Eucariotele (plante, animale și ciuperci) au nuclee și o serie de alte organite, făcând reproducerea celulei un proces mai complex. În momentul în care una dintre aceste celule apare, intră în G₁ (primul decalaj) stadiul interfazei. Aceasta este urmată de S(sinteză), G₂ (al doilea decalaj) și, în sfârșit M (mitoză). Celula crește în general mai mare în G₁, își reproduce cromozomii în S, își verifică activitatea în G₂ și își împarte conținutul în jumătăți egale în M. Interfaza este mult mai lungă decât faza M.

În cazul în care vi se va întreba vreodată „În ce fază se află celulele fiice ca urmare a mitozei?” poți răspunde „fazei M”, pentru că interfața nu începe până când citokineza, care începe în timp ce mitoza este în curs și se termină de obicei la scurt timp după ce a început mitoza, este complet.

Mitoza poate fi împărțită în patru sau cinci etape, cu a doua etapă în schema cu cinci etape (prometafaza) fiind o adăugare ulterioară la schemă. Din motive de completitudine, toate cele cinci etape sunt descrise aici.

Profază: Mitoza începe atunci când cromozomii, care au fost duplicați în faza S, devin mai condensați, ceea ce face mai ușor să-i vezi ca forme individuale la microscop. În același timp, se reproduce o structură numită centriol și cele două fiice centrioli migrează către polii opuși sau capetele celulei, de unde încep să genereze fusul mitotic, mai ales din microtubul proteine.

Prometafaza: În acest pas, seturile de cromozomi, constând din sora identică cromatide uniți la o structură numită centromer, își încep pelerinajul spre linia mediană a celulei. Între timp, centriolii continuă să asambleze fusul mitotic, care servește ca un set de corzi mici sau lanțuri.

Metafaza: În acest stadiu, toți cromozomii (46 la om) sunt aliniați într-o linie îngrijită pe placa metafazică, un plan care trece prin „ecuatorul” celulei și perpendicular pe aparatul axului. Această linie trece prin centromeri, ceea ce înseamnă că o cromatidă soră din fiecare set se află pe o parte a plăcii, în timp ce gemenele acesteia se află pe partea opusă.

Anafaza: În această fază, fibrele fusului trag fizic cromatidele în afară și către polii opuși ai celulei. Citokinezie începe de fapt în acest stadiu cu apariția unui brazdă de decolteu. La sfârșitul anafazei, un set complet de 46 de cromatide (cromozomi unici) stă într-un grup la fiecare pol.

Telofază: Cu materialul genetic acum duplicat și separat, celula se ocupă de a da fiecărui set de cromozomi propriul său înveliș nuclear. In plus cromozomi de-condens. În esență, telofaza este profază rulată invers. Citokineza timpurie se desfășoară în timpul telofazei.

La sfârșitul mitozei, citokineza este singurul proces care rămâne în ciclul celular. Deși multe surse enumeră mitoza și citokineza ca fiind evenimente consecutive, acest lucru este înșelător. Deși este adevărat că citokineza se termină în mod obișnuit nu după mult timp după mitoză, cele două procese se suprapun considerabil în timp și, într-o anumită măsură, în spațiu.

Brazda de clivaj care semnifică apariția citokinezei apare, după cum sa menționat, în timpul anafazei. Dacă vă imaginați ce se întâmplă în această etapă a mitozei, puteți înțelege de ce aceasta este cel mai devreme moment în care este sigur pentru celula în ansamblu să inițieze propriul proces Divizia.

Dacă imaginea dvs. mentală are cele două seturi de cromatide care se deplasează spre stânga și spre dreapta în interiorul unui nucleu, imaginați-vă membrana celulară începând să „ciupească” de sus, punând în mișcare un decolteu care stoarce în cele din urmă mijlocul celulei atât de sus, cât și de fund.

Dacă acest clivaj celular ar avea loc înainte ca anafaza să fie în curs de desfășurare, ar putea produce o distribuție asimetrică a cromatidelor în regiunea nucleară. Rezultatul ar fi aproape sigur letal pentru celulă, care necesită o completare completă a ADN-ului organismului pentru a funcționa corect.

Caracteristica funcțională predominantă a citokinezei este inel contractil, o structură care constă din diverse proteine, în principal actină și miozină, și se află chiar sub membrana celulară. Imaginați-vă un cerc enorm care rulează chiar sub ecuatorul Pământului (linia imaginară care trece în jurul mijlocului planetei) și vă faceți o idee despre ansamblul general.

• Inelul contractil este o caracteristică a celulelor animale și doar o mână de eucariote unicelulare. În celulele vegetale, care au o formă mai cubică, planul de clivaj se formează fără apariția unei brazde.

Planul inelului contractil este determinat de orientarea fibrelor mitotice ale fusului. Când priviți o diagramă a unei celule, practic de fiecare dată vă uitați la o reprezentare în două dimensiuni. Dar dacă vă imaginați celula ca o sferă în loc de un glob și evocați o imagine a cromozomilor care atârnă pe ambele „margini”, probabil că puteți intui că planul ideal de decolteu ar trebui să ruleze perpendicular pe direcția generală a fibrelor fusului, care ajung între cele două celule stâlpi.

Pe măsură ce inelul devine mai mic, atrăgând membrana spre interior împreună cu acesta, noul material al membranei celulare iese din vezicule de pe ambele părți ale planului de clivaj. Pe măsură ce celula este împărțită treptat, noile bucăți de membrană acoperă golurile care altfel ar apărea pe laturile ambelor celule fiice și ar permite conținutul citoplasmatic să se revărse.

Celulele se împart ocazional într-un mod asimetric. Ei nu își împart cromatidele asimetric, deoarece, așa cum sa menționat, acest lucru ar fi avut rezultate decisiv neplăcute pentru celulă. Cu toate acestea, ocazional apar motive pentru divizarea citoplasma și conținutul său în porțiuni inegale.

Celula utilizează în mod obișnuit această strategie de citokineză atunci când celulele fiice au funcții și destinații finale diferite. Asimetria se poate manifesta printr-o distribuție inegală a organite, o masă neuniformă de citoplasmă sau o combinație a acestor caracteristici.