Волокна веретена - це білкові структури, які утворюються на початку мітозу або поділу клітини. Вони складаються з мікротрубочок, що походять від центріолей - двох тіл у формі колеса, розташованих в центромерній зоні клітини. Центромера також відома як центр організації мікротрубочок. Волокна веретена забезпечують каркас та засоби прикріплення, які утримують хромосоми впорядкованими, вирівняними та різноманітними протягом весь процес мітозу, зменшуючи появу анеуплоїдії, або дочірні клітини з неповними наборами хромосом. Анеуплоїдія характерна для раку.
Компоненти
Мікротрубочки веретена - це білкові волокна, що складаються з цілих 45 різних білків, які виростають із центріолей. Вони утворюють полімер, який є великою молекулою, що складається з безлічі подібних молекул, пов’язаних між собою. Ряд білків, які називаються молекулярними двигунами, керують формуванням і функціонуванням веретена, включаючи кінезини та динеїн. Кінезини допомагають встановити два протилежні полюси веретена, розташувати хромосоми між полюсами та сфокусувати полюси веретена. Динеїн регулює довжину шпинделя, положення шпинделя та фокусування полюса та сприяє контрольній точці під час метафази. У метафазі пари хромосом вишикуються уздовж середньої точки ділильної клітини вздовж екваторіальної площини. Тут їх перевіряють на належне прикріплення до веретена та готовність до відділення під час поділу клітини.
Вкладення
Мікротрубочки веретена прикріплюються до специфічного білкового комплексу, званого кінетохорою, який знаходиться в зоні центромери поблизу центру кожної хромосоми. Інші мікротрубочки прикріплюються до плечей хромосоми або до іншого кінця клітини. Хромосоми також можуть створювати мікротрубочки, як і сам веретено. Розташування веретена та хромосомних мікротрубочок - це високомолекулярна машина, яка є складною та динамічною.
Розлука
Після перевірки хромосом в екваторіальній площині спайки між двома наборами хромосом розчиняються. Ця дія дозволяє волокнам веретена, які прикріплюють хромосоми до центріолей на кожному кінці ділильної клітини, розірвати два набори хромосом. Мікротрубки шпинделя, які вросли в протилежні сторони клітини, спочатку мають ділянки, що перекриваються; але оскільки хромосоми починають сегрегувати на етапі анафази мітозу, ділянки перекриття зменшуються, а клітина подовжується.
Сегрегація
По мірі проходження анафази волокна веретена тягнуть кожен набір хромосом до протилежних кінців ділильної клітини. Два способи вкорочення веретена діють на переміщення хромосом. В одному механізмі волокна веретена, прикріплені до хромосомних кінетохор, починають швидко руйнуватися і деполімеризується, що укорочує мікротрубочки і переміщує хромосоми ближче до полюса, до якого знаходяться мікротрубочки додається. Інший механізм тяги виникає, коли рухові білки на полюсах веретена підтягують хромоси ближче. Під час стадії телофазного мітозу кожен набір хромосом сегрегується до кінців ділильної клітини, а волокна веретена деполімеризуються і зникають, як і центріолі. Потім клітина ділиться на дві однакові дочірні клітини.