Verteilung des zytoplasmatischen Inhalts

Zytokinese trennt die Chromosomen und Organellen einer Zelle in ihre Tochterzellen. Organellen teilen sich und wachsen vor der Zellteilung, können aber nicht de novo synthetisiert werden; Daher müssen Zellen mindestens eine Kopie jeder Organelle erhalten, um zu überleben. Derzeit sind viele Einzelheiten der Verteilung der Organellen noch nicht vollständig geklärt.

Verteilung zytoplasmatischer Determinanten

Das Zytoplasma enthält verschiedene Organellen sowie Salze, Proteine und Wasser. Die Verteilung kleiner Organellen wie Peroxisomen und Lysosomen kann durch einfache Diffusion erklärt werden. Da jede Zelle über mehrere Kopien jeder Organelle verfügt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass Tochterzellen mindestens eine Kopie der Organelle erhalten. Allerdings erfordert die Verteilung großer Organellen wie des ER oder des Chloroplasten komplexere, evolutionär konservierte Mechanismen.

Jüngste Fortschritte bei der Verbreitung von Golgi-Körpern

Der Golgi-Apparat bricht zusammen, wenn die Zellen in die Mitose eintreten. Zwei mögliche Modelle könnten die Verteilung des Golgi-Apparats in Tochterzellen erklären. Nach dem ersten Modell werden während der Prophase die Golgi-Tubuli gespalten und kleine Golgi-Stapel freigesetzt. Diese sind weiter in Vesikel und Tubuli fragmentiert. Diese mitotischen Golgi-Cluster (MGC) verteilen sich im Zytoplasma und segregieren während der Anaphase in die sich teilenden Zellen. Spindelmikrotubuli steuern die Verteilung von MGC auf geordnete Weise. Das zweite Modell geht davon aus, dass die Golgi-Proteine und -Membranen zu Beginn der Mitose im ER resorbiert werden, was es dem Golgi ermöglicht, sich mit dem ER zu teilen.

Jüngste Fortschritte bei der Verteilung von Mitochondrien

Mitochondrien sind entscheidende Organellen für das Überleben und Wachstum der Zellen. Während der Mitose werden Mitochondrien in kleinere Fragmente geteilt, die sich dann zwischen den Tochterzellen aufteilen können. Ein konserviertes Protein DRP1 verengt die äußere Mitochondrienmembran und führt zu einer Mitochondrienspaltung. Cyclin B-Cdk1 und Aurora-A, zwei mitotische Kinasen, regulieren die Aktivierung von DRP1.

Jüngste Fortschritte bei der Verteilung des endoplasmatischen Retikulums

Das Interphase-Endoplasmatische Retikulum (ER) ist eine kontinuierliche Membran, die die Membranen für Golgi-Körper, Endolysosomen, Vesikel und die Plasmamembran synthetisiert. Während der Mitose kann es zu einer Fragmentierung des ER kommen oder es kann als Zisterne verbleiben. In HeLa-Zellen wird das ER in Form von Zisternen aufrechterhalten und ist auf die Zellrinde beschränkt. Das ER ist ungleichmäßig verteilt und die zentralen Zisternen sind mit der Spindel verbunden. Das ER kann an die Wände der mitotischen Zellrinde gebunden werden, bevor es an die Tochterzellen verteilt wird.