Распределение органелл при делении клеток в ходе митоза
• В митозе многие внутренние мембраны клетки разбираются и распределяются между двумя дочерними клетками в виде мелких везикул. После окончания митоза эти везикулы вновь образуют органеллы
Клеточное деление влечет за собой гораздо большие последствия, чем просто распределение реплицированных центросом и хромосом по двум дочерним клеткам. Каждая из дочерних клеток также должна наследовать достаточное количество материнской цитоплазмы и органелл, с тем чтобы обеспечить свое существование.
Для многих органелл распределение по дочерним клеткам начинается с их разборки на большое количество мелких субъединиц и равномерного распределения этих субъединиц по всему объему материнской клетки. Вообще говоря, разборка и распределение органелл происходят при активации основной регуляторной киназы митоза, циклин B/CDK1.
Изменениям подвергаются почти все структурные компоненты клетки и мембранные органеллы. При митозе происходит фрагментация компонентов внутренней системы мембран, включая аппарат Гольджи, гладкий и гранулярный эндоплазматический ретикулум и ядерную оболочку. Затем образовавшиеся фрагменты равномерно распределяются по клетке, часто связываясь с высокодинамичными микротрубочками астральных структур.
Происходит глубокая разборка компонентов системы цитоскелета, за исключением микротрубочек (которые перестраиваются с образованием веретена). Субъединицы, которые высвобождаются при разборке актина и промежуточных филаментов, также распределяются по клетке. В большинстве случаев при разборке цитоскелета клетка приобретает сферическую форму.
Эти существенные морфологические изменения, происходящие на ранних стадиях митоза, способствуют равномерному распределению компонентов по всему клеточному объему.
Наверное, единственными органеллами цитоплазмы, которые не подвергаются разборке или фрагментации в начале митоза, являются митохондрии. В митозе структура митохондрий не изменяется, и, по-видимому, они не подвергаются разборке, поскольку уже находятся в клетке в виде множества мелких копий. На протяжении клеточного цикла индивидуальные митохондрии функционируют как независимые единицы, и в клетке число их измеряется сотнями или тысячами.
По существу, процесс выработки АТФ уже фрагментирован и распределен по клетке. Напротив, аппарат Гольджи в клетках животных представлен лишь одной копией. Это подразумевает необходимость его разборки с тем, чтобы распределить его функции по двум дочерним клеткам.
В результате всех событий разборки в начале митоза к моменту вступления клетки в анафазу большинство компонентов присутствует в виде многочисленных копий, которые равномерно рапределены по всему объему клетки. После наступления цитокинеза и разделения цитоплазмы на две примерно одинаковые по объему части, каждая из новых клеток содержит центросому, один набор хромосом и примерно равное количество предшественников органелл и элементов цитоскелета.
Затем наступает инактивация циклин B/CDK1, и клетка выходит из митоза, процесс разборки внутренних структур прекращается, и снова начинают образовываться органеллы.
На верхнем рисунке изображено только ядро. На остальных представлена вся клетка.
После образования веретена два его полюса располагаются в центре прозрачной области цитоплазмы в верхнем левом и нижнем правом участках клетки.
