Cytokineze Definice
Cytokineze je závěrečný proces dělení eukaryotických buněk, při kterém se dělí cytoplazma, organely a buněčná membrána. Cytokineze obvykle probíhá na konci mitózy, po telofázi, ale oba procesy jsou na sobě nezávislé. U většiny živočichů začíná cytokineze někdy na konci anafáze nebo na začátku telofáze, aby se zajistila úplná segregace chromozomů. Pohyby cytokineze pozorované v buňce jsou způsobeny stejnou sítí vřetének, která byla zodpovědná za oddělení chromozomů. Části vřeténka zodpovědné za pohyb chromozomů se při pozdním buněčném dělení rozpadají, aby mohly být využity při restrukturalizaci dvou nových buněk.
Buňky se mohou dělit rovnoměrně, což se nazývá symetrická cytokineze, nebo si jedna z buněk může ponechat většinu cytoplazmy. Například při mužské meióze u člověka mají všechny 4 buňky na konci meiózy stejnou velikost a relativní počet organel. Při tomto procesu spermatogeneze vznikají miliony malých, ale většinou stejných spermií. Lidská oogeneze se naproti tomu dělí asymetrickou cytokinezí. Vzniká jedna velmi velká buňka a 3 polární tělíska. Menší polární tělíska se nestávají vajíčky. Tímto způsobem vzniká méně vajíček, ale jsou to mnohem větší buňky. Některé buňky u člověka a dalších druhů po mitóze neprocházejí cytokinezí a vytvářejí velké vícejaderné buňky.
Cytokineze v živočišných buňkách
Ať už je buněčné dělení mitózou nebo meiózou, cytokineze probíhá v podstatě stejně. Buněčné signály říkají buňce, kde se má dělit, čímž se vytvoří dělicí rovina. Kolem této roviny se vytvoří cytokinetická brázda, která se nakonec sevře a oddělí dvě buňky. Posledním procesem cytokineze u živočišných buněk je odlučování. Během abscise se aktin-myozinový kontraktilní prstenec, který vytváří cytokinetickou brázdu, celý stáhne a plazmatické membrány projdou štěpením, které nakonec obě buňky oddělí.
Vědci si stále nejsou jisti, co způsobuje specifikaci roviny dělení v různých buňkách. Jedná se o složitý proces, který zahrnuje mnoho mikrotubulů a buněčných signálů. Jakmile je tato poloha určena, musí se vytvořit aktin-myozinový kontrakční prstenec. Aktin a myozin jsou stejné motorické proteiny, které způsobují kontrakci svalových buněk. Svalové buňky jsou obaleny aktinovými vlákny, která bílkovina myozin dokáže stáhnout k sobě, pokud jim dodá energii ATP. Stejný systém se uplatňuje i při dělení živočišných buněk. Aktinová vlákna tvoří v rovině dělení prstenec. Bílkoviny myozin pak začnou aktinová filamenta stahovat k sobě a vytvoří menší prstenec.
Nakonec se z prstence vyloučí veškerá cytoplazma a organely. Zůstane pouze aktin-myozinový prstenec a mikrotubuly zúžené prstencem. Tomu se říká struktura středního tělesa a i ta musí být rozdělena, aby se buňky oddělily. K tomu dochází během procesu abscise. Bílkoviny se rozříznou a plazmatické membrány se spojí. Mimobuněčný materiál, který drží buňky pohromadě, se rozpustí a buňky se mohou oddělit. U některých mnohobuněčných živočichů zůstávají buňky těsně spojeny a mohou dokonce vytvářet a udržovat spojení mezi svými cytoplazmami známá jako gap junctions. Tyto malé můstky mohou vznikat jako zbytky endoplazmatického retikula, které se zachytí ve struktuře mezibuněk, nebo se mohou vytvořit později.
Cytokineze v rostlinných buňkách
Rostliny procházejí podobným procesem cytokineze, s tím rozdílem, že jejich buňky jsou tuhé. Rostliny jsou obklopeny sekundární vrstvou, buněčnou stěnou. Tato mimobuněčná struktura pomáhá dát rostlinám jejich tvar a musí se vytvořit při dělení buňky. K tomu rostliny používají mikrotubulární vřetenovité struktury známé jako fragmoplasty. Fragmoplasty přenášejí vezikuly s materiálem buněčné stěny do nové buněčné desky. Tyto materiály, jako je celulóza, se vzájemně ovlivňují a vytvářejí složitou a pevnou matrici. Po rozdělení buněčné destičky se plazmatická membrána uzavře a obě buňky se oddělí.
Fragmoplast, podobně jako centrozomy živočišných buněk, organizuje mikrotubuly a řídí jejich růst a redukci. Složky pro novou buněčnou destičku vytváří a balí endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát. Poté jsou odeslány do fragmoplastu, který buněčnou destičku staví od středu směrem ven. To je vidět na obrázku výše. Buněčná destička začíná uprostřed a při jejím dokončování se mikrotubuly fragmoplastu pohybují směrem ven, až dosáhnou membrány proudové plazmy. Tato membrána bude přerušena a buněčná stěna bude plně propojena mezi všemi okolními buňkami. Mezi oběma buňkami vytvoří zachycené endoplazmatické retikulum plazmodesmata, která jsou jako gap junctions a umožňují molekulám přecházet z buňky do buňky. Existuje teorie, že rostliny mohou tato plasmodesmata využívat jako formu buněčné komunikace.
- Štěpná rýha – Záhyb v buněčné membráně, který vzniká kontrakcí bílkovinných vláken.
- Karyokineze – Oddělení chromozomů, oddělené od dělení buňky.
- Plazmodesmata – Úseky rostlinných buněk, které zůstávají spojeny s jinými buňkami, někdy vznikají během cytokineze.
- Gap Junction – Části membrán živočišných buněk, které zůstávají těsně spojeny s okolními buňkami, např. synapse neuronů.
Kvíz
1. Za načasování cytokineze je zodpovědná řada proteinů. Na tvorbu a regulaci těchto proteinů musí buňka vynaložit značné množství energie. Jaké jsou výhody dobře načasované cytokineze?
A. Rychlejší dělení buněk
B. Méně chyb a destrukce chromozomů
C. Umožňuje více dělení
2. Během meiózy prochází diploidní organismus s celkem 8 chromozomy dvěma následnými koly cytokineze. Kolik chromozomů je v každé buňce po cytokinezi II?
A. 4
B. 8
C. 2
3. Proč musí pozemské plány stavět buněčnou stěnu pokaždé, když se chtějí dělit? Proč to neudělají až po cytokinezi?
A. Po založení buněk je to příliš těžké.
B. Celá rostlina by mohla být strukturálně oslabena.
C. Buněčná stěna vytváří plazmatickou membránu.
.