Cos'è la citochinesi e come si verifica?

IL citochinesi È il processo di partizione del citoplasma di una cellula che si traduce in due cellule figlie durante il processo di divisione cellulare. Si verifica sia nella mitosi che nella meiosi ed è comune nelle cellule animali.

Nel caso di alcune piante e funghi, la citochinesi non ha luogo, poiché questi organismi non dividono mai il loro citoplasma. Il ciclo di riproduzione cellulare culmina con la partizione del citoplasma attraverso il processo di citocinesi.

In una tipica cellula animale, la citochinesi si verifica durante il processo di myitosi, tuttavia, potrebbero esserci alcuni tipi di cellule come gli osteoclasti che possono passare attraverso il processo di myitosi senza citochinesi.

Il processo della citocinesi inizia durante l'anafase e si conclude durante la telofase, essendo completamente eseguita al momento in cui inizia l'interfaccia successiva.

La fase di mitosi telophase e citosi. Fonte: Kelvin Song CC di 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0) via Wikimedia Commons,

Il primo cambiamento visibile della citochinesi nelle cellule animali diventa evidente quando una scanalatura di divisione appare sulla superficie cellulare. Questo groove diventa rapidamente più pronunciato e si espande intorno alla cella fino a quando la parte completamente nel mezzo. 

Nelle cellule animali e in molte cellule eucariotiche, la struttura che accompagna il processo di citochinesi è nota come "anello contrattile", un set dinamico composto da filamenti di actina, filamenti di miosina II e molte proteine ​​strutturali e regolatori. È installato sotto la membrana plasmatica della cella e contratti per dividerla in due parti.

Ciliate che vivono citochinesi. Fonte: Alpha Wolf CC di 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0) via Wikimedia Commons

Il problema più grande che una cellula che attraversa il processo di citocinesi è la certezza che questo processo si verifica al momento e al luogo giusto. Poiché, la citochinesi non dovrebbe verificarsi presto durante la fase di mitosi o può interrompere la partizione corretta dei cromosomi.

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Mandrini mitotici e divisione cellulare

Confronto del processo di citochinesi nelle cellule vegetali e animali. Fonte: Mathilda Brinton CC di 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by/4.0) via Wikimedia Commons,

I mandrini mitotici nelle cellule degli animali non sono responsabili solo di separare i cromosomi risultanti, specificano anche la posizione dell'anello contrattile e quindi il piano della divisione cellulare.

L'anello contrattile ha una forma invariabile nella placca della piastra metafase. Quando è ad angolo giusto, si estende lungo l'asse del mandrino mitotico, garantendo che la divisione si verifichi tra i due set di cromosomi separati.

La parte del mandrino mitotico che specifica il piano della divisione può variare a seconda del tipo di cellula. La relazione tra i micro tubuli del mandrino e la posizione dell'anello contrattile è stata ampiamente studiata dagli scienziati.

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Queste hanno manipolato uova fecondate di animali vertebrati marini con lo scopo di osservare la velocità con cui le scanalature appaiono nelle cellule senza che il processo di crescita venga interrotto.

Quando il citoplasma è chiaro, il mandrino può essere visto più facilmente, così come il tempo in tempo reale in cui si trova in una nuova posizione nello stato anafase precoce.

Divisione asimmetrica

Nella maggior parte delle cellule, la citochinesi avviene simmetricamente. Nella maggior parte degli animali, ad esempio, l'anello contrattile è formato attorno alla linea della cellula staminale, in modo che le due cellule figlie risultanti abbiano le stesse dimensioni e proprietà simili.

Questa simmetria è possibile grazie alla posizione del mandrino mitotico, che tende a concentrarsi sul citoplasma con l'aiuto dei micro tubuli astrali e le proteine ​​che li fossero da un posto a un altro.

All'interno del processo di citochinesi ci sono molte variabili che devono funzionare in modo sincrono in modo che abbia successo. Tuttavia, quando una di queste variabili cambia, le cellule possono essere divise asimmetricamente, producendo due diverse cellule figlie e con un contenuto citoplasmatico diverso.

Di solito, le due cellule figlie hanno lo scopo di svilupparsi in modo diverso. Per renderlo possibile, la cellula staminale deve secernere alcuni componenti determinanti della destinazione sul lato della cellula e quindi individuare il piano di divisione in modo che la cellula figlia indicata eredita questi componenti al momento della divisione.

Per posizionare la divisione in modo asimmetrico, il mandrino mitotico deve essere spostato in modo controllato all'interno della cellula che sta per dividere.

Apparentemente, questo movimento del mandrino è diretto dai cambiamenti nelle aree regionali della corteccia cellulare e dalle proteine ​​localizzate che aiutano a spostare uno dei poli del fuso con l'aiuto di micro tubuli astrali.

Anello contrattile

Nella misura in cui i micro tubuli astrali diventano più lunghi e meno dinamici nella loro risposta fisica, l'anello contrattile inizia a essere creato sotto la membrana plasmatica.

Tuttavia, gran parte della preparazione per la citochinesi si verifica prima nel processo di myitosi, anche prima che il citoplasma inizi a dividere.

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Durante l'interfaccia, i filamenti di actina e miosina II sono combinati e formano una rete corticale e persino in alcune cellule, generano grandi fasci citoplasmatici chiamati fibre di stress.

Nella misura in cui una cellula inizia il processo di myitosi, queste disposizioni sono smontate e gran parte dell'actina viene riorganizzata e i filamenti di miosina II vengono rilasciati.

Nella misura in cui i cromatidi sono separati durante l'anafase, la miosina II inizia ad accumularsi rapidamente per creare l'anello contrattile. Anche in alcune cellule, è necessario.

Quando l'anello contrattile è completamente armato, contiene molte proteine ​​diverse dall'actina e dalla miosina II. Le matrici sovrapposte di filamenti bipolari di actina e miosina II generano la forza necessaria per dividere il citoplasma in due parti, in un processo simile a quello che le cellule muscolari lisce avrebbero eseguito.

Tuttavia, il modo in cui i contratti di ring contrattile è ancora un mistero. Apparentemente, non opera a causa di un meccanismo di cavo con i filamenti di actina e miosina II muovendosi uno sopra l'altro, come farebbero i muscoli scheletrici.

Poiché, quando l'anello si contrae, mantiene la stessa rigidità durante il processo. Ciò significa che il numero di filamenti diminuisce nella Meda in cui si chiude l'anello.

Distribuzione degli organelli nelle cellule figlie

Il processo di mitosi deve garantire che ciascuna delle cellule figlie riceva la stessa quantità di cromosomi. Tuttavia, quando una cellula eucariotica è divisa, ogni cellula figlia deve anche ereditare una serie di componenti cellulari essenziali, compresi gli organelli bloccati all'interno della membrana cellulare.

Gli organelli cellulari come i mitocondri e i cloroplasti non possono essere generati spontaneamente dai loro singoli componenti, possono derivare solo dalla crescita e dalla divisione degli organelli pre -esistenti.

Allo stesso modo, le cellule non possono produrre un nuovo reticolo endoplasmatico, a meno che non sia presente all'interno della membrana cellulare.

Alcuni organelli come mitocondri e cloroplasti sono presenti numerosi all'interno della cellula staminale, al fine di garantire che le due cellule figlie li ereditano in modo soddisfacente.

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Il reticolo endoplasmatico durante il periodo dell'interfaccia cellulare è continuamente insieme alla membrana cellulare ed è organizzato dal micro tubulus citoscheletico.

Dopo essere entrati nella fase della mitosi, la riorganizzazione dei micro tubuli rilascia il reticolo endoplasmatico, che è frammentato nella misura in cui il wrapper core è anche rotto. L'apparato del Golgi è probabilmente anche frammentato, sebbene in alcune cellule sembra essere distribuito dal reticolo per emergere successivamente nella telofase.

Myitosi senza citochinesi

Sebbene la divisione cellulare sia generalmente seguita dalla divisione del citoplasma, ci sono alcune eccezioni. Alcune cellule attraversano diversi processi di divisione cellulare senza che il citoplasma sia un gioco.

Ad esempio, l'embrione della mosca della frutta attraversa 13 fasi della divisione nucleare prima che avvenga la divisione citoplasmatica, risultando in una grande cellula con un massimo di 6000 core.

Questo altro accordo mira.

Dopo che questa rapida divisione nucleare ha luogo, le cellule vengono create attorno a ciascun nucleo in un singolo processo di citocinesi, noto come cellularizzazione. Gli anelli contrattili sono formati sulla superficie delle cellule e la membrana plasmatica si estende verso l'interno e si adattano per racchiudere ogni nucleo

Il processo di mitosi senza citochinesi si verifica anche in alcuni tipi di cellule di mammifero, come osteoclasti, trofoblasti e alcuni epatociti e cellule muscolari cardiache. Queste cellule, ad esempio, crescono in modo multinucleare, così come quelle di alcuni funghi o frutta vola.

Riferimenti

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