Cytokineza Definicja
Cytokineza jest końcowym procesem w podziale komórki eukariotycznej, który dzieli cytoplazmę, organelle i błonę komórkową. Cytokineza zwykle występuje na końcu mitozy, po telofazie, ale te dwa procesy są niezależne. U większości zwierząt cytokineza rozpoczyna się w późnej anafazie lub wczesnej telofazie, aby upewnić się, że chromosomy zostały całkowicie rozdzielone. Ruchy cytokinezy widoczne w komórce są wywoływane przez tę samą sieć wrzecion, która była odpowiedzialna za rozdzielenie chromosomów. Części wrzeciona odpowiedzialne za przemieszczanie chromosomów rozpadają się w późnym podziale komórki, aby zostać wykorzystane w restrukturyzacji dwóch nowych komórek.
Komórki mogą dzielić się równomiernie, co znane jest jako cytokineza symetryczna, lub jedna z komórek może zachować większość cytoplazmy. Podczas mejozy męskiej u ludzi, na przykład, wszystkie 4 komórki na końcu mejozy mają ten sam rozmiar i względną liczbę organelli. W tym procesie spermatogenezy powstają miliony małych, ale w większości jednakowych plemników. Ludzka oogeneza, z drugiej strony, dzieli się poprzez asymetryczną cytokinezę. W ten sposób powstaje jedna bardzo duża komórka i 3 ciała polarne. Mniejsze ciała polarne nie stają się jajami. W ten sposób powstaje mniej jaj, ale są to znacznie większe komórki. Niektóre komórki, u ludzi i innych gatunków, nie przechodzą cytokinezy po mitozie i tworzą duże wielojądrowe komórki.
Cytokineza w komórkach zwierzęcych
Czy podział komórki to mitoza czy mejoza, cytokineza przebiega w ten sam sposób. Sygnały komórkowe mówią komórce, gdzie ma się dzielić, co tworzy płaszczyznę podziału. Wokół tej płaszczyzny tworzy się bruzda cytokinetyczna, która ostatecznie oddziela od siebie dwie komórki. Ostatnim procesem cytokinezy w komórkach zwierzęcych jest rozszczepienie. Podczas rozszczepienia kurczliwy pierścień aktynowo-miozynowy, który tworzy bruzdę cytokinetyczną, ulega całkowitemu skurczeniu, a błony plazmatyczne ulegają rozszczepieniu, aby ostatecznie rozdzielić dwie komórki.
Naukowcy nadal nie są pewni, co powoduje specyfikację płaszczyzny podziału w różnych komórkach. Jest to złożony proces, który obejmuje wiele mikrotubul i sygnałów komórkowych. Po określeniu tej pozycji musi powstać pierścień kurczliwy aktyna-miozyna. Aktyna i miozyna to te same białka motoryczne, które powodują skurcz komórek mięśniowych. Komórki mięśniowe są wypełnione filamentami aktynowymi, które białko miozyna może ściągnąć razem, jeśli otrzyma energię ATP. Ten sam system jest wykorzystywany w dzielących się komórkach zwierzęcych. Włókna aktyny tworzą pierścień na płaszczyźnie podziału. Białka miozyny następnie zacząć ciągnąć filamenty aktynowe razem, tworząc mniejszy ring.
W końcu, wszystkie cytoplazmy i organelle zostały wyłączone z pierścienia. Jedyne rzeczy w lewo są actin-myosin pierścień i mikrotubule zwężone przez pierścień. Jest to tzw. struktura śródplazmatyczna i ona również musi ulec podziałowi, aby komórki mogły się rozdzielić. Dzieje się to podczas procesu rozszczepienia. Białka są przecinane, a błony plazmatyczne zamykane. Materiał pozakomórkowy trzymający komórki razem zostaje rozpuszczony i komórki mogą się rozdzielić. U niektórych zwierząt wielokomórkowych komórki pozostają ze sobą w ścisłym związku, a nawet mogą tworzyć i utrzymywać połączenia między swoimi cytoplazmami, znane jako połączenia szczelinowe (gap junctions). Te małe mostki mogą być utworzone jako pozostałości retikulum endoplazmatycznego, które zostaje uwięzione w strukturze śródplazmatycznej, lub mogą być utworzone później.
Cytokineza w komórkach roślinnych
Rośliny przechodzą podobny proces cytokinezy, z różnicą polegającą na sztywności ich komórek. Rośliny otoczone są wtórną warstwą – ścianą komórkową. Ta pozakomórkowa struktura jest odpowiedzialna za pomoc w nadaniu roślinom ich formy i musi być ustanowiona, gdy komórka się dzieli. Aby tego dokonać, rośliny używają mikrotubulowych struktur wrzecionowatych znanych jako fragmoplasty. Fragmoplasty przenoszą pęcherzyki z materiałem ściany komórkowej do nowej płytki komórkowej. Materiały te, takie jak celuloza, współdziałają ze sobą, tworząc złożoną i mocną matrycę. Po tym, jak płytka podzieli komórkę, błona plazmatyczna zamknie się, a dwie komórki zostaną rozdzielone.
Fragmoplast, podobnie jak centrosomy komórek zwierzęcych, organizują mikrotubule i kierują ich wzrostem i redukcją. Składniki do nowej płytki komórkowej są tworzone i pakowane przez retikulum endoplazmatyczne i aparat Golgiego. Następnie trafiają one do fragmoplastu, który buduje płytkę komórkową od środka na zewnątrz. Widać to na powyższej grafice. Płytka komórkowa zaczyna się w środku, a gdy jest ukończona, mikrotubule fragmoplastu przesuwają się na zewnątrz, aż dotrą do błony plazmy prądowej. Błona ta zostanie przecięta, a ściana komórkowa zostanie w pełni połączona pomiędzy wszystkimi otaczającymi ją komórkami. Pomiędzy dwoma komórkami uwięzione retikulum endoplamiczne utworzy plazmodesmy, które są jak połączenia szczelinowe i pozwalają cząsteczkom przechodzić z komórki do komórki. Uważa się, że rośliny mogą używać tych plazmodesm jako formy komunikacji komórkowej.
- bruzda rozszczepienia – fałda w błonie komórkowej, utworzona przez kurczące się filamenty białkowe.
- kariokineza – oddzielenie chromosomów, oddzielne od podziału komórki.
- Plazmodesmata – Odcinki komórek roślinnych, które pozostają połączone z innymi komórkami, czasami powstają podczas cytokinezy.
- Gap Junction – Części błon komórek zwierzęcych, które pozostają ściśle związane z otaczającymi komórkami, np. synapsy neuronów.
Quiz
1. Szereg białek jest odpowiedzialnych za czas cytokinezy. Aby wytworzyć i regulować te białka, komórka musi wydatkować znaczną ilość energii. Jakie są korzyści z posiadania dobrze zaplanowanej cytokinezy?
A. Szybszy podział komórki
B. Mniej błędów i zniszczeń chromosomów
C. Umożliwia więcej podziałów
2. W czasie mejozy diploidalny organizm o 8 całkowitych chromosomach przechodzi dwie konsekwentne rundy cytokinezy. Po cytokinezie II ile chromosomów znajduje się w każdej komórce?
A. 4
B. 8
C. 2
3. Dlaczego planety lądowe muszą budować ścianę komórkową za każdym razem, gdy chcą się podzielić? Dlaczego nie zrobić tego po cytokinezie?
A. Zbyt trudne, gdy komórki już powstaną.
B. Cała roślina może być osłabiona, strukturalnie.
C. Ściana komórkowa tworzy błonę plazmatyczną.
.