МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Механизмы и этапы цитокенеза

• Два новообразованных ядра, которые являются продуктами кариокинеза, в процессе цитокинеза распределяются по двум отдельным клеткам

• При цитокинезе образуются две новых структуры цитоскелета: остаточное тельце и сократимое кольцо

• Функции митотического веретена, остаточного тельца и сократимого кольца взаимно скоординированы

• Различают три стадии цитокинеза: создание плоскости раздела, образование борозды деления и разделение клетки на две новых

После того как в клетке произошло разделение хромосом, она сама должна разделиться. В клетках животных деление завершается образованием перетяжки между двумя отдельными наборами хромосом. Незадолго до окончания анафазы В на поверхности клеток начинает образовываться перетяжка в той же плоскости, в которой находились хромосомы в метафазе.

В течение последующих 10-15 мин клетка превращается в две дочерних. Этот процесс носит название цитокинеза, или деления. Первая видеорамка этого процесса представлена на рисунке ниже. Цитокинез представляет собой последнюю стадию митоза. Он наступает после выхода клетки из митотического состояния и требует инактивации комплекса циклин B/CDK1.

Цитокенез
Первый кадр видеосъемки, показывающий, что цитокинез начинается после окончания расхождения хромосом.
В результате этого процесса поперек клетки образуется глубокая борозда, по которой клетка делится на две.

Как и для разделения хромосом, для прохождения цитокинеза необходимо не только присутствие митотического веретена, но и образование двух новых структур, остаточного тельца и сократимого кольца. Остаточное тельце образуется в анафазе при организации микротрубочек веретена в большой параллельный пучок, расположенный между двумя отдельными группами хромосом.

Эта структура образуется постепенно, по мере слияния множества отдельных маленьких пучков микротрубочек. Сократимое кольцо состоит из пучка актиновых филаментов, образующих узкую полосу непосредственно под плазматической мембраной. Филаменты связаны между собой с помощью биполярных миозиновых филаментов, подобно тем, которые присутствуют в мышце. Наряду с основными структурными белками, остаточное тельце и сократимое кольцо содержат много других белков.

Сократимое кольцо принимает участие в создании перетяжки, которая обеспечивает деление с образованием двух дочерних клеток. Как следует из названия, кольцо способно сокращаться за счет взаимодействия входящих в его состав актина и миозина. Поскольку кольцо связано с плазматической мембраной, оно функционирует наподобие тесемки для сумки: при сокращении его диаметр уменьшается, и размер отверстия между двумя половинами клетки постепенно уменьшается.

Поскольку несвоевременное сокращение кольца или его ошибочное расположение было бы для клетки катастрофическим событием, его образование и функционирование определяются взаимодействием с двумя другими элементами цитоскелета, присутствующими при цитокинезе. Положение веретена определяет местонахождение остаточного тельца, которое, в свою очередь, обозначает место сборки сократимого кольца. Такая последовательность событий гарантирует образование кольца между обособленными наборами хромосом.

Сами хромосомы контролируют время сокращения кольца в начале анафазы. Они также служат источниками факторов, необходимых для его функционирования. Нарушения любого из упомянутых процессов предотвращает цитокинез и приводит к образованию двухъядерных клеток. Такие клетки существуют в некоторых тканях человека (например, в печени и в легком), однако они редко делятся повторно.

Так же как и разделение хромосом, процесс цитокинеза можно подразделить на несколько стадий, каждая из которых характеризуется одним или несколькими специфическими процессами. Среди этих процессов существует лишь одна точка невозвращения, которая находится в самом конце процесса. Таким образом, деление клетки полностью обратимо до тех пор, пока дочерние клетки не начнут существовать самостоятельно.

На первом этапе цитокинеза, который происходит вскоре после начала анафазы, задается положение, где в кортексе клетки должно формироваться сократимое кольцо. Этим определяется плоскость деления клетки. Далее, на этом месте собирается сократимое кольцо. Как раз во время образования кольца оно начинает сокращаться вокруг клетки, на ее поверхности возникает углубление, и начинается стадия «ингрессии» цитокинеза. По мере сжатия кольца, углубление превращается в глубокую бороздку, идущую вокруг всей клетки.

В конце концов эта бороздка переходит в перетяжку между двумя половинками материнской клетки, которые соединяются лишь тонким мостиком цитоплазмы, в основном представляющим собой остаточное тельце. После этого на заключительном этапе или на стадии «отсечения» клетка проходит точку невозвращения, и происходит разрыв мостика цитоплазмы с образованием двух независимых дочерних клеток.

Цитокенез
Остаточное тельце представляет собой крупную структуру,
которая формируется из пучков микротрубочек, соединяющих расходящиеся в анафазе хромосомы.
В это же время вокруг клетки, непосредственно под плазматической мембраной, образуется сократимое кольцо,
представляющее собой поясок, состоящий из плотно упакованных актиновых и миозиновых филаментов.
Остаточное тельце определяет положение этого кольца, вдоль которого впоследствии клетка поделится на две.
Формирование остаточного тельца
Кадры видеосъемки, иллюстрирующие процесс образования остаточного тельца в анафазе.
Цитокенез
Стадии цитокинеза. Сигналы, генерируемые расходящимися хромосомами, индуцируют в клеточном кортексе образование сократимого кольца.
Кольцо сразу же начинает сокращаться. Это продолжается до тех пор, пока между обеими половинами клетки не останется лишь узкая перемычка, состоящая из остаточного тельца.
При разрыве этой перемычки происходит разделение двух новых клеток. Так же как и в других стадиях митоза, все описанные процессы происходят без каких-либо пауз.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Механизмы образования сократимого кольца"

Оглавление темы "Клеточный цикл":
  1. Механизмы и этапы цитокенеза
  2. Механизмы образования сократимого кольца
  3. Механизм деления клетки сократимым кольцом
  4. Распределение органелл при делении клеток в ходе митоза
  5. Перспективы изучения митоза
  6. Стадии и фазы клеточного цикла
  7. Методы исследования клеточного цикла
  8. Контрольные точки клеточного цикла
  9. CDK как регулятор клеточного цикла
  10. Регуляция активности CDK-циклиновых комплексов
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.