Які етапи цитокінезу?

З точки зору основної біології, успішний кінець будь-якої людини еукаріотичний життя клітини - це поділ цієї клітини на дві дочірні клітини, кожна з яких містить повну копію батьківської клітини ДНК, або дезоксирибонуклеїнова кислота (тобто її генетичний матеріал).

Цей поділ клітини називається цитокінез, і безпосередньо перед нею мітоз, багатоетапний процес, який розділяє ДНК клітини на два дочірні ядра.

Мітоз і цитокінез разом представляють четверту і останню стадію еукаріотичного клітинного циклу, яка називається М фаза. М-фазі передують три стадії, які разом складають інтерфазу - ту частину клітинного циклу, в якій не відбувається ніяких процесів ядерного або клітинного поділу.

Механіка цитокінезу ще не повністю зрозуміла, але багато відомо про критичний час його подій та інші аспекти кінцевого етапу в циклі будь-якої однієї клітини.

•  Є чотири стадії цитокінезу ініціація, скорочення, введення мембрани і завершення.

На живі істоти можна поділити прокаріоти і еукаріоти.

Вони розмножуються шляхом простого розподілу навпіл після реплікації їх ДНК та збільшення загального обсягу, що називається процесом поділом. До наступного поділу мало наслідків. Оскільки ці організми мають лише одну клітину, бінарний поділ рівнозначний розмноженню.

Еукаріоти (рослини, тварини та гриби) дійсно мають ядра та ряд інших органел, що робить розмноження клітини більш складним процесом. У момент, коли одна з цих клітин виникає, вона потрапляє в G₁ (перший розрив) стадія інтерфази. За цим слідує S(синтез), G₂ (другий розрив) і, нарешті М (мітоз). Клітина, як правило, збільшується в G₁, тиражує свої хромосоми в S, перевіряє свою роботу в G₂ і ділить його вміст на рівні половини в М. Інтерфаза набагато довша, ніж фаза М.

Якщо вас коли-небудь запитають "У якій фазі перебувають дочірні клітини в результаті мітозу?" ви можете відповісти "фаза М", тому що інтерфаза не починається, поки цитокінез, який починається під час мітозу, і зазвичай закінчується незабаром після мітозу, не повна.

Мітоз можна розділити на чотири або п’ять етапів, причому другий етап у п’ятиступеневій схемі (прометафаза) є подальшим доповненням до схеми. Для повноти тут описано всі п’ять етапів.

Профаза: Мітоз розпочинається, коли хромосоми, що дублювались у фазі S, стають більш ущільненими, що полегшує розглядати їх як окремі форми під мікроскопом. У той же час структура, яка називається центриоль, копіюється і дві дочки центріолі мігрувати до протилежних полюсів або кінців клітини, де вони починають генерувати мітотичне веретено, переважно з мікротрубочка білки.

Прометафаза: На цьому етапі набори хромосом, що складаються з однакових сестер хроматиди з’єднавшись у структурі, яка називається центромера, починають своє паломництво до середньої лінії клітини. Тим часом центріолі продовжують збирати мітотичне веретено, яке служить набором крихітних мотузок або ланцюжків.

Метафаза: На цьому етапі всі хромосоми (46 у людини) вибудовані в акуратну лінію на метафазній пластині, площину, що проходить через «екватор» клітини і перпендикулярно веретеноподібному апарату. Ця лінія проходить через центромери, тобто одна сестра хроматида з кожного набору лежить з одного боку пластини, а її близнюк лежить на протилежному боці.

Анафаза: У цій фазі волокна веретена фізично розтягують хроматиди нарізно та у напрямку до протилежних полюсів клітини. Цитокінез насправді починається на цьому етапі з появою а борозна розщеплення. Наприкінці анафази повний набір з 46 хроматид (одинарних хромосом) сидить у грудці біля кожного полюса.

Телофаза: Згенерований і відокремлений генетичний матеріал клітині надає кожній хромосомі власну ядерну оболонку. Крім того, хромосом деконденсувати. По суті, телофаза - це профаза, що працює в зворотному напрямку. Ранній цитокінез протікає під час телофази.

В кінці мітозу цитокінез - єдиний процес, що залишається в клітинному циклі. Хоча багато джерел перелічують мітоз та цитокінез як послідовні події, це вводить в оману. Хоча це правда, що цитокінез, як правило, закінчується незабаром після того, як мітоз закінчується, два процеси значно перекриваються часом і, певною мірою, простором.

Борозна розщеплення, яка означає початок цитокінезу, з'являється, як зазначалося, під час анафази. Якщо ви уявляєте, що відбувається на цій стадії мітозу, ви можете зрозуміти, чому це найперший момент, коли клітині в цілому безпечно ініціювати процес самостійно поділ.

Якщо у вашому ментальному образі є два набори хроматид, які рухаються ліворуч і праворуч в ядрі, уявіть клітинну мембрану починаючи "затискати" зверху, приводячи в рух декольте, яке в підсумку стискає середину клітини як зверху, так і знизу.

Якби це розщеплення клітин відбулося до початку анафази, це могло б спричинити асиметричний розподіл хроматид у ядерній області. Результат майже напевно був би смертельним для клітини, що вимагає повного комплекту ДНК організму, щоб нормально функціонувати.

Переважною функціональною особливістю цитокінезу є скоротливе кільце, структура, що складається з різних білків, переважно актину та міозину, і знаходиться безпосередньо під клітинною мембраною. Уявіть собі величезний обруч, що проходить прямо під екватором Землі (уявна лінія, що проходить навколо середини планети), і ви отримаєте уявлення про загальну структуру.

• Скорочувальне кільце є особливістю клітин тварин і лише декількох одноклітинних еукаріотів. У рослинних клітинах, які мають більш кубічну форму, площина розщеплення формується без появи борозни.

Площина скоротливого кільця визначається орієнтацією волокон мітотичного веретена. Коли ви дивитесь на діаграму комірки, практично кожен раз, коли ви дивитесь на двовимірне подання. Але якщо ви уявляєте клітину сферою, а не глобусом, і створюєте зображення хромосом, що висять на обох «краях», ви, мабуть, можете інтуїтивно зрозуміти що ідеальна площина розщеплення повинна проходити перпендикулярно загальному напрямку волокон веретена, які сягають між двома комірками стовпи.

Коли кільце стає меншим, втягуючи мембрану всередину разом із нею, новий матеріал клітинної мембрани виходить із пухирців по обидві сторони площини розщеплення. Оскільки клітина поступово розщеплюється, нові шматочки мембрани закупорюють проміжки, які в іншому випадку з’являються на боках обох дочірніх клітин, і дозволяють цитоплазматичному вмісту виливатися.

Клітини час від часу діляться асиметрично. Вони не ділять свої хроматиди асиметрично, оскільки, як зазначалося, це мало б неприємні результати для клітини. Однак іноді виникають причини для поділу цитоплазма та його вміст на нерівні порції.

Клітина зазвичай застосовує цю стратегію цитокінезу, коли дочірні клітини мають різні кінцеві функції та призначення. Асиметрія може проявлятися в нерівномірному розподілі органели, нерівномірна маса цитоплазми або якесь поєднання цих ознак.