35.15
Una célula en división, que determina con precisión su plano de división celular, es esencial para la separación exitosa de los cromosomas y la distribución del contenido citoplasmático a sus células hijas.
En los animales, el plano de división se encuentra en el ecuador de la célula, entre los cromosomas segregados, y su ubicación se determina durante la anafase. Los microtúbulos que forman el huso mitótico interactúan con la corteza celular y juegan un papel decisivo en la especificación del surco de escisión.
Se utilizan tres modelos diferentes para explicar la determinación del plano de división celular: el modelo de estimulación astral, el modelo de relajación polar y el modelo de estimulación del huso central.
En el modelo de estimulación astral, las matrices radiales de microtúbulos astrales interactúan con la corteza ecuatorial e inducen la formación del surco de escote.
En el modelo de relajación polar, los microtúbulos astrales envían señales inhibitorias a los polos celulares y, por lo tanto, suprimen la formación del surco de escisión en ambos polos. Esto conduce a la contracción cortical en el ecuador celular.
Una vez que comienza la anafase, los microtúbulos interpolares presentes entre los cromosomas segregados se reorganizan en los microtúbulos antiparalelos superpuestos, también conocidos como huso central. En el modelo de estimulación del huso central, el huso central estimula la formación de surcos de escisión en la corteza ecuatorial.
El consenso general es que los tres procesos actúan juntos para determinar el plano de división celular. Este enfoque múltiple puede hacer que el sistema responda a las fluctuaciones en la concentración de proteínas, así como al tamaño de las células y, por lo tanto, aumenta la precisión de la división celular.
La contribución de cada método depende del tipo y tamaño de la célula. Por ejemplo, en los embriones de C. elegans, una gran variedad de microtúbulos astrales está presente y, por lo tanto, puede desempeñar un papel más activo en la determinación del plano de división celular.
Posicionar el plano de división celular es un paso crítico durante el desarrollo y la diferenciación celular, particularmente durante la mitosis cuando el plano es esencial para determinar el tamaño de las dos células hijas. El plano de división celular es perpendicular al plano de segregación cromosómica, pero diferentes tipos de organismos tienen diferentes mecanismos de división celular para adaptarse a su morfología y función.
Células animales
En las células animales, el surco de escisión se forma a lo largo del plano de división celular a partir de la corteza celular, la región debajo de la membrana plasmática. El huso mitótico juega un papel decisivo en la determinación del plano de división celular; por tanto, un cambio en el eje del huso mitótico puede alterar el plano de división. Esta estrategia es utilizada por algunos organismos eucariotas, como Caenorhabditis elegans, para pasar de la división celular simétrica a la asimétrica. La división celular simétrica produce dos células hijas idénticas y, a menudo, se utiliza para cultivar tejidos que contienen muchas células del mismo tipo. Por el contrario, la división asimétrica crea diversidad celular ya que genera dos células hijas no idénticas. Por ejemplo, las células neuroepiteliales inicialmente aumentan su número al sufrir divisiones simétricas. Después de lo cual, utilizan la división asimétrica para producir células hijas similares a la célula madre, así como neuronas diferenciadoras.
Levadura
En levaduras en ciernes, como Saccharomyces cerevisiae, el plano de división celular lo deciden las proteínas septina en la fase G1. La citocinesis se logra formando un surco de escisión en la región del cuello de las células de levadura en ciernes; sin embargo, el aparato mitótico no desempeña ningún papel en la determinación del plano de división celular. Por el contrario, en levaduras de fisión, como Schizosaccharomyces pombe, la posición del núcleo en interfase decide la ubicación del plano de división celular en la fase G2. Durante la interfase, la proteína Mid1 se localiza principalmente en el núcleo; sin embargo, durante la mitosis, Mid1 se exporta desde el núcleo a la corteza celular, donde recluta componentes del anillo de actomiosina a la región medial de la célula. Esto eventualmente da como resultado que la célula madre se divida en dos células hijas de tamaño similar.
Plantas
En la mayoría de las células vegetales, el plano de división celular se decide antes de que la célula inicie la mitosis. Se forma una banda preprofase a lo largo del ecuador de la célula madre, que marca el plano de división celular. La banda preprofase es una estructura en forma de anillo compuesta de microtúbulos y actina F. Da lugar a un haz de microtúbulos llamado fragmoplasto, que proporciona un andamio estructural para la expansión y el posicionamiento de la placa celular.
Una célula en división, que determina con precisión su plano de división celular, es esencial para la separación exitosa de los cromosomas y la distribución del contenido citoplasmático a sus células hijas.
En los animales, el plano de división se encuentra en el ecuador de la célula, entre los cromosomas segregados, y su ubicación se determina durante la anafase. Los microtúbulos que forman el huso mitótico interactúan con la corteza celular y juegan un papel decisivo en la especificación del surco de escisión.
Se utilizan tres modelos diferentes para explicar la determinación del plano de división celular: el modelo de estimulación astral, el modelo de relajación polar y el modelo de estimulación del huso central.
En el modelo de estimulación astral, las matrices radiales de microtúbulos astrales interactúan con la corteza ecuatorial e inducen la formación del surco de escote.
En el modelo de relajación polar, los microtúbulos astrales envían señales inhibitorias a los polos celulares y, por lo tanto, suprimen la formación del surco de escisión en ambos polos. Esto conduce a la contracción cortical en el ecuador celular.
Una vez que comienza la anafase, los microtúbulos interpolares presentes entre los cromosomas segregados se reorganizan en los microtúbulos antiparalelos superpuestos, también conocidos como huso central. En el modelo de estimulación del huso central, el huso central estimula la formación de surcos de escisión en la corteza ecuatorial.
El consenso general es que los tres procesos actúan juntos para determinar el plano de división celular. Este enfoque múltiple puede hacer que el sistema responda a las fluctuaciones en la concentración de proteínas, así como al tamaño de las células y, por lo tanto, aumenta la precisión de la división celular.
La contribución de cada método depende del tipo y tamaño de la célula. Por ejemplo, en los embriones de C. elegans, una gran variedad de microtúbulos astrales está presente y, por lo tanto, puede desempeñar un papel más activo en la determinación del plano de división celular.
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