Cytokinesis là gì và nó được sản xuất như thế nào?

các tế bào học là quá trình phân chia tế bào chất của một tế bào dẫn đến hai tế bào con trong quá trình phân chia tế bào.

Nó xảy ra cả trong nguyên phân và giảm phân và thường gặp ở tế bào động vật. Trong trường hợp của một số thực vật và nấm, cytokinesis không diễn ra, bởi vì những sinh vật này không bao giờ phân chia tế bào chất của chúng. Chu kỳ sinh sản của tế bào lên đến đỉnh điểm trong sự phân chia của tế bào chất thông qua quá trình sinh bào tử.

Trong một tế bào động vật điển hình, cytokinesis xảy ra trong quá trình nguyên phân, tuy nhiên, có thể có một số loại tế bào như nguyên bào xương có thể trải qua quá trình nguyên phân mà không xảy ra cytokinesis (Biology-Online.org, 2017 ).

Quá trình sinh bào tử bắt đầu trong quá trình phản vệ và kết thúc trong quá trình telophase, diễn ra hoàn toàn tại thời điểm giao diện tiếp theo bắt đầu.

Sự thay đổi có thể nhìn thấy đầu tiên của cytokinesis trong các tế bào động vật trở nên rõ ràng khi một rãnh phân chia xuất hiện trên bề mặt tế bào. Luống này nhanh chóng trở nên rõ rệt hơn và mở rộng ra xung quanh tế bào cho đến khi phần hoàn toàn xuyên qua giữa. 

Trong các tế bào động vật và nhiều tế bào nhân chuẩn, cấu trúc đi kèm với quá trình của cytokinesis được gọi là "vòng hợp đồng", một bộ động gồm các sợi Actin, sợi myosin II và nhiều protein cấu trúc và điều tiết. Nó được lắp đặt dưới màng plasma của tế bào và được ký hợp đồng chia thành hai phần.

Vấn đề lớn nhất mà một tế bào trải qua quá trình phân bào phải đối mặt là sự đảm bảo rằng quá trình này xảy ra đúng lúc và đúng chỗ. Vì, cytokinesis không được xảy ra sớm trong giai đoạn nguyên phân hoặc nó có thể làm gián đoạn sự phân chia chính xác của nhiễm sắc thể.

Gai và phân chia tế bào

Các trục chính phân bào trong các tế bào của động vật không chỉ chịu trách nhiệm phân tách các nhiễm sắc thể thu được, chúng còn chỉ định vị trí của vòng hợp đồng và do đó là mặt phẳng phân chia tế bào.

Vòng hợp đồng có hình dạng bất biến trong mặt phẳng của tấm metaphase. Khi nó ở góc chính xác, nó sẽ kéo dài dọc theo trục của trục chính phân bào, đảm bảo sự phân chia xảy ra giữa hai bộ nhiễm sắc thể riêng biệt..

Một phần của trục chính phân bào chỉ định mặt phẳng của phân chia có thể thay đổi tùy thuộc vào loại tế bào. Mối quan hệ giữa các ống vi trục chính và vị trí của vòng hợp đồng đã được các nhà khoa học nghiên cứu rộng rãi.

Chúng đã thao túng trứng thụ tinh của động vật có xương sống biển với mục đích quan sát tốc độ mà các luống xuất hiện trong các tế bào mà không làm quá trình tăng trưởng bị gián đoạn (Guertin, Trautmann, & McCollum, 2002).

Khi tế bào chất rõ ràng, trục chính có thể dễ dàng nhìn thấy hơn, cũng như thời điểm trong thời gian thực mà nó nằm ở một vị trí mới trong trạng thái phản vệ sớm.

Phân chia bất đối xứng

Trong hầu hết các tế bào, cytokinesis xảy ra đối xứng. Ví dụ, ở hầu hết các loài động vật, vòng hợp đồng được hình thành xung quanh đường xích đạo của tế bào mẹ, do đó hai tế bào con kết quả có cùng kích thước và tính chất tương tự.

Sự đối xứng này có thể là nhờ vào vị trí của trục chính phân bào, có xu hướng tập trung vào tế bào chất với sự trợ giúp của các ống siêu nhỏ và các protein kéo chúng qua lại..

Trong quá trình phân bào, có nhiều biến phải hoạt động đồng bộ để thành công. Tuy nhiên, khi một trong các biến này thay đổi, các tế bào có thể được phân chia không đối xứng, tạo ra hai tế bào con có kích thước khác nhau và có nội dung tế bào chất không giống nhau (Giáo dục, 2014).

Thông thường, hai tế bào con được định sẵn để phát triển khác nhau. Để có thể làm được điều này, tế bào mẹ phải phân tách một số thành phần xác định của đích ở một bên của tế bào và sau đó xác định vị trí mặt phẳng phân chia để tế bào con được chỉ định thừa hưởng các thành phần này tại thời điểm phân chia..

Để định vị sự phân chia không đối xứng, trục chính phân bào phải được di chuyển một cách có kiểm soát trong tế bào sắp phân chia.

Rõ ràng, sự chuyển động của trục chính này được thúc đẩy bởi những thay đổi trong các vùng khu vực của vỏ tế bào và bởi các protein cục bộ giúp thay thế một trong các cực của trục chính với sự trợ giúp của các ống siêu nhỏ.

Vòng hợp đồng

Trong chừng mực khi các ống siêu nhỏ trở nên dài hơn và kém năng động hơn trong phản ứng vật lý của chúng, vòng hợp đồng bắt đầu hình thành bên dưới màng plasma.

Tuy nhiên, phần lớn việc chuẩn bị cho cytokinesis xảy ra sớm hơn trong quá trình nguyên phân, ngay cả trước khi tế bào chất bắt đầu phân chia..

Trong giao diện, các sợi Actin và myosin II kết hợp và tạo thành một mạng lưới vỏ não, và thậm chí trong một số tế bào, chúng tạo ra các chùm tế bào chất lớn gọi là các sợi căng thẳng..

Trong phạm vi mà một tế bào bắt đầu quá trình nguyên phân, các sắp xếp này bị vô hiệu hóa và phần lớn Actin được sắp xếp lại và các sợi myosin II được giải phóng.

Trong phạm vi mà các chất nhiễm sắc tách ra trong quá trình phản vệ, myosin II bắt đầu tích lũy nhanh chóng để tạo ra vòng hợp đồng. Ngay cả trong một số tế bào, cần phải sử dụng protein từ họ kinase để điều chỉnh thành phần của cả trục chính phân bào và vòng hợp đồng..

Khi vòng hợp đồng được trang bị đầy đủ, nó chứa nhiều protein khác nhau để actin và myosin II. Các ma trận chồng chất của các sợi Actin và myosin II lưỡng cực tạo ra lực cần thiết để phân chia tế bào chất thành hai phần, trong một quá trình tương tự như được thực hiện bởi các tế bào cơ trơn (Rappaport, 1996)..

Tuy nhiên, cách thức mà các hợp đồng vòng hợp đồng vẫn còn là một bí ẩn. Rõ ràng, nó không hoạt động dựa trên cơ chế dây rốn với các sợi Actin và myosin II di chuyển lên nhau, như các cơ xương sẽ..

Vì, khi chiếc nhẫn co lại, nó vẫn giữ được độ cứng như cũ trong suốt quá trình. Điều này có nghĩa là số lượng sợi tơ giảm trong trung gian mà vòng đóng lại (Alberts, et al., 2002).

Phân bố các bào quan trong tế bào con

Quá trình nguyên phân phải đảm bảo rằng mỗi tế bào con nhận được số lượng nhiễm sắc thể như nhau. Tuy nhiên, khi một tế bào nhân chuẩn phân chia, mỗi tế bào con cũng phải thừa hưởng một loạt các thành phần tế bào thiết yếu, bao gồm các bào quan được bao bọc trong màng tế bào..

Các bào quan tế bào như ty thể và lục lạp không thể được tạo ra một cách tự nhiên từ các thành phần riêng lẻ của chúng, chúng chỉ có thể phát sinh từ sự tăng trưởng và phân chia của các bào quan có trước.

Tương tự như vậy, các tế bào không thể tạo ra một mạng lưới nội chất mới, trừ khi một phần của nó có trong màng tế bào.

Một số bào quan như ty thể và lục lạp có mặt trong một số lượng lớn tế bào trong tế bào mẹ, để đảm bảo hai tế bào con kế thừa chúng thành công..

Mạng lưới nội chất trong giai đoạn giao diện tế bào được tìm thấy liên tục cùng với màng tế bào và được tổ chức bởi ống tế bào tế bào tế bào (Brill, Hime, Scharer-Schuksz, & Fuller, 2000).

Sau khi bước vào giai đoạn nguyên phân, việc tái tổ chức các ống vi mô giải phóng mạng lưới nội chất, bị phân mảnh đến mức lớp vỏ lõi cũng bị vỡ. Bộ máy Golgi cũng có thể bị phân mảnh, mặc dù trong một số tế bào, nó dường như được phân phối qua mạng lưới để sau đó xuất hiện trong telophase..

Nguyên phân mà không có cytokinesis

Mặc dù sự phân chia tế bào thường được theo sau bởi sự phân chia của tế bào chất, có một số trường hợp ngoại lệ. Một số tế bào trải qua một số quá trình phân chia tế bào mà không bị tách tế bào chất.

Ví dụ, phôi của ruồi giấm trải qua 13 giai đoạn phân chia hạt nhân trước khi quá trình phân chia tế bào chất diễn ra, dẫn đến một tế bào lớn có tới 6000 hạt nhân..

Sự sắp xếp này chủ yếu nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình phát triển ban đầu, vì các tế bào không phải mất quá nhiều thời gian để trải qua tất cả các giai đoạn phân chia tế bào liên quan đến cytokinesis..

Sau khi quá trình phân chia hạt nhân nhanh chóng này diễn ra, các tế bào được tạo ra xung quanh mỗi hạt nhân trong một quá trình phân bào, được gọi là celurization. Các vòng hợp đồng được hình thành trên bề mặt của các tế bào, và màng plasma mở rộng vào bên trong và điều chỉnh để bao bọc từng hạt nhân

Quá trình nguyên phân mà không có cytokinesis cũng xảy ra ở một số loại tế bào động vật có vú, chẳng hạn như nguyên bào xương, trophoblasts, và một số tế bào gan và tế bào cơ tim. Các tế bào này, ví dụ, phát triển theo cách đa hạt nhân, cũng như một số nấm hoặc ruồi giấm (Zimmerman, 2012).

Tài liệu tham khảo

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). Sinh học phân tử của tế bào. Tái bản lần thứ 4. New York: Khoa học vòng hoa.
2. Sinh học-Trực tuyến.org. (Ngày 12 tháng 3 năm 2017). Sinh học trực tuyến. Thu được từ Cytokinesis: biology-online.org.
3. Brill, J.A., Hime, G.R., Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
4. Giáo dục, N. (2014). Giáo dục thiên nhiên. Thu được từ cytokinesis: thiên nhiên.com.
5. Guertin, D. A., Trautmann, S., & McCollum, D. (tháng 6/2002). Lấy từ Cytokinesis trong Eukaryote: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Cytokinesis trong tế bào động vật. New York: Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
7. Zimmerman, A. (2012). Nguyên phân / Cytokinesis. Báo chí học thuật.