Bestimmung der Zellteilungsebene

Eine sich teilende Zelle, die ihre Zellteilungsebene genau bestimmt, ist essentiell für die erfolgreiche Trennung von Chromosomen und die Verteilung des zytoplasmatischen Inhalts an ihre Tochterzellen.

Bei Tieren befindet sich die Teilungsebene am Zelläquator zwischen den segregierten Chromosomen, und ihre Lage wird während der Anaphase bestimmt. Mikrotubuli, die die mitotische Spindel bilden, interagieren mit der Zellrinde und spielen eine entscheidende Rolle bei der Spezifizierung der Spaltfurche.

Drei verschiedene Modelle werden verwendet, um die Bestimmung der Zellteilungsebene zu erklären – das astrale Stimulationsmodell, das polare Relaxationsmodell und das Modell der zentralen Spindelstimulation.

Im astralen Stimulationsmodell interagieren radiale Anordnungen astraler Mikrotubuli mit dem äquatorialen Kortex und induzieren die Bildung der Spaltfurche.

Im polaren Relaxationsmodell senden astrale Mikrotubuli hemmende Signale an die Zellpole und unterdrücken so die Bildung der Spaltfurche an beiden Polen. Dies führt zu einer kortikalen Kontraktion am Zelläquator.

Sobald die Anaphase beginnt, ordnen sich die interpolaren Mikrotubuli, die zwischen den segregierten Chromosomen vorhanden sind, in den überlappenden antiparallelen Mikrotubuli an, die auch als zentrale Spindel bezeichnet werden. Im Modell der Zentralspindelstimulation stimuliert die Zentralspindel die Bildung von Spaltfurchen am äquatorialen Kortex.

Der allgemeine Konsens ist, dass alle drei Prozesse zusammen wirken, um die Ebene der Zellteilung zu bestimmen. Dieser mehrgleisige Ansatz kann dazu führen, dass das System auf Schwankungen der Proteinkonzentration sowie der Zellgröße reagiert und dadurch die Genauigkeit der Zellteilung erhöht.

Der Beitrag jeder Methode hängt vom Zelltyp und der Zellgröße ab. Zum Beispiel ist in C. elegans-Embryonen ein großes Array von astralen Mikrotubuli vorhanden und könnte daher eine aktivere Rolle bei der Bestimmung der Zellteilungsebene spielen.