หุ้น:
Cytokinesis คืออะไรและผลิตได้อย่างไร
cytokinesis เป็นกระบวนการของการแบ่งไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่ส่งผลให้เซลล์ลูกสาวทั้งสองระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์.
มันเกิดขึ้นทั้งในเซลล์และไมโอซิสและเป็นเรื่องธรรมดาในเซลล์สัตว์ ในกรณีของพืชและเชื้อราไซโตไคเนสไม่เกิดขึ้นเพราะสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่เคยแยกไซโตพลาสซึม วัฏจักรของการสืบพันธุ์ของเซลล์มีผลอย่างมากต่อการแบ่งเซลล์ของไซโตพลาสซึมผ่านกระบวนการของไซโตไคเนส.
ในเซลล์สัตว์ทั่วไปไซโตไคน์ซิสเกิดขึ้นในกระบวนการของไมโทซีสอย่างไรก็ตามอาจมีเซลล์บางประเภทเช่นเซลล์สร้างกระดูกที่สามารถผ่านกระบวนการไมโทซีสได้โดยไม่ต้องมีไซโตไคน์ (ชีววิทยา - ออนไลน์) 2017 ).
กระบวนการของไซโตไคน์ซิสเริ่มต้นในช่วงแอนนาเฟสและสรุปในช่วงไทโรเฟสซึ่งเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ในขณะที่อินเทอร์เฟซต่อไปเริ่มต้นขึ้น.
การเปลี่ยนแปลงของ cytokinesis ที่มองเห็นได้ครั้งแรกในเซลล์สัตว์นั้นจะเห็นได้ชัดเมื่อร่องที่ถูกแบ่งปรากฏบนพื้นผิวของเซลล์ ร่องนี้จะเด่นชัดมากขึ้นอย่างรวดเร็วและขยายไปทั่วเซลล์จนส่วนผ่านกลาง.
ในเซลล์สัตว์และเซลล์ยูคาริโอตจำนวนมากโครงสร้างที่มาพร้อมกับกระบวนการของไซโตไคเนซิสเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "contractile ring" ซึ่งเป็นชุดที่ประกอบด้วยพลวัตของแอคตินเส้นใยไมโอซินและโปรตีนโครงสร้างและกฎระเบียบจำนวนมาก มันถูกติดตั้งภายใต้พลาสมาเมมเบรนของเซลล์และถูกทำสัญญาเพื่อแบ่งออกเป็นสองส่วน.
ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดที่เซลล์ที่ต้องผ่านกระบวนการของไซโตไคน์ต้องเผชิญคือการรับรองว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นในเวลาและสถานที่ที่เหมาะสม ตั้งแต่ cytokinesis ต้องไม่เกิดขึ้นก่อนในช่วงระยะ mitosis หรืออาจขัดขวางการแบ่งโครโมโซมที่ถูกต้อง.
กระดูกสันหลังและการแบ่งเซลล์
Mitotic spindles ในเซลล์ของสัตว์ไม่เพียง แต่รับผิดชอบในการแยกโครโมโซมที่เกิดขึ้นพวกมันยังระบุตำแหน่งของวงแหวนที่หดตัวดังนั้นระนาบของการแบ่งเซลล์.
แหวนที่หดตัวมีรูปร่างที่คงที่ในระนาบของแผ่นเมทาเฟส เมื่ออยู่ในมุมที่ถูกต้องมันจะขยายไปตามแกนของแกนหมุนแบบไมโทสเพื่อให้แน่ใจว่าการแบ่งเกิดขึ้นระหว่างโครโมโซมสองชุดแยกกัน.
ส่วนของแกนหมุน mitotic ที่ระบุระนาบของการแบ่งอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างหลอดแกนหมุนขนาดเล็กและตำแหน่งของแหวนหดตัว.
สิ่งเหล่านี้มีการปรับเปลี่ยนไข่ที่ปฏิสนธิของสัตว์มีกระดูกสันหลังในทะเลโดยมีจุดประสงค์เพื่อสังเกตความเร็วที่ร่องที่ปรากฏในเซลล์โดยไม่ต้องหยุดกระบวนการเจริญเติบโต (Guertin, Trautmann, & McCollum, 2002).
เมื่อไซโตพลาสซึมชัดเจนสามารถมองเห็นแกนหมุนได้ง่ายขึ้นรวมถึงช่วงเวลาตามเวลาจริงซึ่งตั้งอยู่ในตำแหน่งใหม่ในสถานะแอนนาเฟสก่อน.
การแบ่งแบบไม่สมมาตร
ในเซลล์ส่วนใหญ่ไซโตไคน์จะเกิดขึ้นแบบสมมาตร ในสัตว์ส่วนใหญ่เช่นแหวนที่หดตัวจะถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ เส้นศูนย์สูตรของเซลล์แม่เพื่อให้เซลล์ลูกสาวสองตัวมีขนาดและคุณสมบัติใกล้เคียงกัน.
ความสมมาตรนี้เป็นไปได้เนื่องจากตำแหน่งของแกนหมุนติติคซึ่งมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่ไซโตพลาสซึมด้วยความช่วยเหลือของ tubules ขนาดเล็กและโปรตีนที่ดึงพวกมันกลับไปกลับมา.
ภายในกระบวนการของไซโตไคน์มีหลายตัวแปรที่ต้องทำงานในแบบซิงโครนัสเพื่อที่จะประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตามเมื่อหนึ่งในตัวแปรเหล่านี้เปลี่ยนแปลงเซลล์สามารถแบ่งออกเป็นแบบอสมมาตรสร้างเซลล์ลูกสาวสองขนาดที่แตกต่างกันและมีเนื้อหาไซโตพลาสซึมที่แตกต่างกัน (การศึกษา, 2014).
โดยปกติแล้วเซลล์ลูกสาวทั้งสองจะถูกกำหนดให้พัฒนาแตกต่างกัน เพื่อให้สิ่งนี้เป็นไปได้เซลล์แม่จะต้องแยกส่วนประกอบดีเทอร์มิแนนต์ของปลายทางที่ด้านหนึ่งของเซลล์และจากนั้นค้นหาระนาบการแบ่งเพื่อให้เซลล์ลูกสาวที่ระบุได้รับการสืบทอดส่วนประกอบเหล่านี้ในช่วงเวลาของการแบ่ง.
ในการวางตำแหน่งการแบ่งแบบไม่สมมาตรจะต้องย้ายแกนหมุนแบบไมโทซิสในลักษณะควบคุมภายในเซลล์ที่กำลังจะแบ่ง.
เห็นได้ชัดว่าการเคลื่อนไหวของแกนหมุนนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงในเขตภูมิภาคของคอร์เทกซ์นอกและโปรตีนที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นซึ่งช่วยแทนที่แกนหมุนแกนหมุนอันใดอันหนึ่งด้วยความช่วยเหลือของหลอดไมโคร astral.
แหวนหด
ตราบเท่าที่ดาวฤกษ์ขนาดเล็กกลายเป็นหลอดยาวและมีการตอบสนองทางกายภาพน้อยลงแหวนหดตัวเริ่มก่อตัวภายใต้เมมเบรนพลาสมา.
อย่างไรก็ตามการเตรียมการส่วนใหญ่สำหรับ cytokinesis เกิดขึ้นก่อนหน้านี้ในกระบวนการของการแบ่งเซลล์แม้ก่อนที่พลาสซึมของไซโตพลาสซึมเริ่มแบ่ง.
ในระหว่างอินเทอร์เฟซนั้นเส้นใย Actin และ Myosin II จะรวมกันและก่อตัวเป็นเครือข่ายเยื่อหุ้มสมองและแม้กระทั่งในบางเซลล์พวกมันก็สร้างลำแสงไซโตพลาสซึมขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเส้นใยความเครียด.
เท่าที่เซลล์เริ่มกระบวนการของไมโทซิสการจัดการเหล่านี้จะปลดอาวุธและส่วนใหญ่ของแอคตินจะถูกจัดเรียงใหม่และเส้นใยของ myosin II จะถูกปล่อยออกมา.
ในระดับที่ chromatids แยกระหว่าง anaphase, myosin II เริ่มสะสมอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างแหวนที่หดตัว แม้แต่ในเซลล์บางเซลล์ก็จำเป็นต้องใช้โปรตีนจากตระกูลไคเนสเพื่อควบคุมองค์ประกอบของแกนหมุนทิคส์และวงแหวนหดตัว.
เมื่อวงแหวนที่หดตัวนั้นมีอาวุธครบมือมันจะมีโปรตีนต่าง ๆ มากมายสำหรับโปรตีนแอคตินและไมโอซิน II เมทริกซ์ซ้อนทับของเส้นใย bipolar actin และ myosin II สร้างแรงที่จำเป็นในการแบ่งไซโตพลาสซึมออกเป็นสองส่วนในกระบวนการที่คล้ายกับเซลล์กล้ามเนื้อเรียบ (Rappaport, 1996).
อย่างไรก็ตามวิธีการที่แหวนสัญญาหดตัวยังคงเป็นปริศนา เห็นได้ชัดว่ามันไม่ได้ทำงานเนื่องจากกลไกของสายที่มีเส้นใยของ actin และ myosin II เคลื่อนที่อยู่ด้านบนของกันและกันเนื่องจากกล้ามเนื้อโครงร่างจะเกิดขึ้น.
ตั้งแต่เมื่อสัญญาแหวนมันยังคงความแข็งแกร่งเหมือนกันตลอดกระบวนการ ซึ่งหมายความว่าจำนวนเส้นใยลดลงใน meda ที่แหวนปิด (Alberts, et al., 2002).
การแพร่กระจายของ organelles ในเซลล์ลูกสาว
กระบวนการของไมโทซีสควรทำให้แน่ใจว่าแต่ละเซลล์ของลูกสาวได้รับโครโมโซมจำนวนเท่ากัน อย่างไรก็ตามเมื่อเซลล์ยูคาริโอตแบ่งเซลล์ลูกสาวแต่ละคนจะต้องสืบทอดส่วนประกอบของเซลล์ที่จำเป็นอย่างต่อเนื่องรวมถึงอวัยวะที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์.
ออร์กาเนลของเซลล์เช่นไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ไม่สามารถสร้างขึ้นเองได้จากส่วนประกอบแต่ละตัวพวกมันสามารถเกิดขึ้นได้จากการเติบโตและการแบ่งออร์กาเนลที่มีอยู่ก่อน.
ในทำนองเดียวกันเซลล์ไม่สามารถสร้างเอนโดพลาสซึม reticulum ใหม่ยกเว้นว่าส่วนหนึ่งของมันมีอยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์.
organelles บางชนิดเช่นไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มีอยู่ในเซลล์จำนวนมากภายในเซลล์แม่เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ลูกสาวทั้งสองได้รับมรดกสำเร็จ.
เอนโดพลาสซึม reticulum ในช่วงระยะเวลาของการเชื่อมต่อมือถือพบอย่างต่อเนื่องพร้อมกับเยื่อหุ้มเซลล์และถูกจัดระเบียบโดย tubules microcellular cytoskeletal (Brill, Hime, Scharer-Schuksz, & Fuller, 2000).
หลังจากเข้าสู่ขั้นตอน mitosis การปรับโครงสร้างของ tubules ขนาดเล็กจะปล่อยเอ็นโดพลาสมิก reticulum ซึ่งแยกส่วนตามขอบเขตที่ซองจดหมายหลักแตก อุปกรณ์กอลไจนั้นอาจมีการแยกส่วนแม้ว่าในบางเซลล์จะมีการกระจายผ่านทาง reticulum เพื่อที่จะโผล่ออกมาในภายหลัง.
ไมโตซิสที่ไม่มีไซโตไคน์
แม้ว่าการแบ่งเซลล์มักตามมาด้วยการแบ่งพลาสซึม แต่ก็มีข้อยกเว้นบางประการ บางเซลล์ต้องผ่านกระบวนการแบ่งเซลล์หลาย ๆ เซลล์โดยไม่แยกนิวเคลียสออกมา.
ตัวอย่างเช่นตัวอ่อนของแมลงวันผลไม้ต้องผ่านขั้นตอนของการแบ่งนิวเคลียร์ 13 ขั้นตอนก่อนที่จะเกิดการแบ่งนิวเคลียสซึ่งทำให้เซลล์ขนาดใหญ่มีนิวเคลียสสูงถึง 6,000 นิวเคลียส.
ข้อตกลงนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเร่งกระบวนการพัฒนาตั้งแต่เนิ่นๆเนื่องจากเซลล์ไม่จำเป็นต้องใช้เวลานานกว่าจะผ่านขั้นตอนทั้งหมดของการแบ่งเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับไซโตไคน์.
หลังจากการแบ่งนิวเคลียร์อย่างรวดเร็วนี้เกิดขึ้นเซลล์จะถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ นิวเคลียสแต่ละอันในกระบวนการเดียวของไซโตไคเนซิสหรือที่เรียกว่า วงแหวนที่หดตัวจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเซลล์และพลาสมาเมมเบรนจะขยายตัวเข้าด้านในและปรับให้ล้อมรอบนิวเคลียสแต่ละตัว
กระบวนการของไมโทซีสที่ไม่มีไซโตไคน์ก็เกิดขึ้นในเซลล์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดเช่น osteoclasts, Trophoblasts, เซลล์ตับและเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ ยกตัวอย่างเช่นเซลล์เหล่านี้เติบโตในลักษณะของเซลล์นิวเคลียร์เช่นเดียวกับเห็ดหรือแมลงวันผลไม้ (Zimmerman, 2012).
การอ้างอิง
- Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Raff, M. , Roberts, K. , & Walter, P. (2002). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ ฉบับที่ 4. นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์.
- Biology-Online.org (12 มีนาคม 2560). ชีววิทยาออนไลน์. ได้รับจาก Cytokinesis: ชีววิทยา -online.org.
- Brill, J.A. , Hime, G.R. , Scharer-Schuksz, M. , & Fuller, & (2000).
- การศึกษา, N. (2014). การศึกษาธรรมชาติ. ได้มาจากไซโตไคน์ซิส: nature.com.
- Guertin, D. A. , Trautmann, S. , & McCollum, D. (มิถุนายน 2002) สืบค้นจาก Cytokinesis ใน Eukaryotes: ncbi.nlm.nih.gov.
- Rappaport, R. (1996). Cytokinesis ในเซลล์สัตว์. นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.
- Zimmerman, A. (2012). Mitosis / Cytokinesis. สื่อวิชาการ.