35.17: Distribución del contenido citoplasmático

La citocinesis segrega los cromosomas y orgánulos de una célula en sus células hijas. Los orgánulos se dividen y crecen antes de la división celular, pero no pueden sintetizarse de novo; por lo tanto, las células deben recibir al menos una copia de cada orgánulo para sobrevivir. Actualmente, muchos de los detalles de cómo se distribuyen los orgánulos aún no están del todo dilucidados.

Distribución de determinantes citoplasmáticos.

El citoplasma contiene varios orgánulos, además de sales, proteínas y agua. La distribución de pequeños orgánulos como peroxisomas y lisosomas puede explicarse por difusión simple. Dado que cada célula tiene múltiples copias de cada orgánulo, las células hijas tienen una alta probabilidad de recibir al menos una copia del orgánulo. Sin embargo, la distribución de orgánulos grandes como el RE o el cloroplasto requiere mecanismos conservados evolutivamente más complejos.

Avances recientes en la distribución de los cuerpos de Golgi

El aparato de Golgi se descompone cuando las células entran en mitosis. Dos modelos posibles pueden explicar la distribución del aparato de Golgi en las células hijas. Según el primer modelo, durante la profase, los túbulos de Golgi se escinden y se liberan pequeñas pilas de Golgi. Estos se fragmentan aún más en vesículas y túbulos. Estos grupos mitóticos de Golgi (MGC) se dispersan en el citoplasma y se segregan en las células en división durante la anafase. Los microtúbulos del huso guían la distribución de MGC de forma ordenada. El segundo modelo plantea la hipótesis de que las proteínas y membranas de Golgi se reabsorben en el RE al inicio de la mitosis, lo que permite que el Golgi se separe con el RE.

Avances recientes en la distribución de las mitocondrias.

Las mitocondrias son orgánulos críticos para la supervivencia y el crecimiento celular. Durante la mitosis, las mitocondrias se dividen en fragmentos más pequeños que luego pueden segregarse entre las células hijas. Una proteína conservada DRP1 constriñe la membrana mitocondrial externa y provoca la fisión mitocondrial. La ciclina B-Cdk1 y Aurora-A, dos quinasas mitóticas, regulan la activación de DRP1.

Avances recientes en la distribución del retículo endoplásmico.

El retículo endoplásmico (RE) en interfase es una membrana continua que sintetiza las membranas de los cuerpos de Golgi, los endolisosomas, las vesículas y la membrana plasmática. Durante la mitosis, el RE puede sufrir fragmentación o permanecer como cisternas. En las células HeLa, el RE se mantiene como cisternas y está restringido a la corteza celular. El RE no tiene una distribución uniforme y las cisternas centrales están asociadas con el huso. El RE puede estar adherido a las paredes de la corteza de las células mitóticas antes de distribuirse a las células hijas.

El citoplasma de una célula contiene muchos orgánulos diferentes. Cada orgánulo difiere en su estructura, función y número de copias; Por lo tanto, una célula tiene que usar estrategias distintas para separar cada tipo de orgánulo correctamente en sus células hijas.

La envoltura nuclear y el retículo endoplásmico están conectados directamente y, por lo tanto, su distribución a las células hijas está acoplada.

En la profase, la envoltura nuclear y las proteínas asociadas se fusionan con el retículo endoplásmico, el retículo endoplásmico en forma de lámina se transforma en una estructura tubular y se reorganiza cerca de la corteza celular durante la metafase.

Después de la segregación cromosómica, el retículo endoplásmico rodea a las cromátidas hermanas y reforma la envoltura nuclear.

En la mitosis, las mitocondrias sufren fisión para producir mitocondrias fragmentadas que se extienden por toda la célula.

Durante la división celular, se cree que estas mitocondrias fragmentadas se distribuyen a las células hijas a través de un proceso estocástico o aleatorio y luego se fusionan para recuperar su forma y tamaño.

Una sola copia del cuerpo de Golgi está presente en la célula, y su distribución equitativa es vital para la supervivencia de la célula. El cuerpo de Golgi se desmonta paso a paso antes de segregarse en las células hijas.

La cinta de Golgi que contiene cisternas apiladas se descompone en múltiples mini pilas, que luego se desmontan en vesículas.

En la anafase, las vesículas de Golgi se fusionan para formar cisternas, que luego se vuelven a apilar. Luego, se forman Golgis gemelos de tamaño pequeño y grande cerca de la parte media del cuerpo y el centrosoma, respectivamente, en la telofase.

Finalmente, durante la citocinesis, los cuerpos gemelos de Golgi más pequeños se fusionan con los más grandes para formar el único cuerpo de Golgi en cada célula hija.

La división simétrica ocurre en la mayoría de las células, donde una célula produce dos células hijas idénticas con el mismo destino.

En algunas células, la división asimétrica se produce cuando hay una herencia desigual de los determinantes del destino celular, lo que resulta en la producción de células hijas no idénticas.

Por ejemplo, las células madre pueden someterse a una división celular asimétrica para producir una célula hija que se comporta como la célula madre madre, mientras que la otra célula hija puede seguir un linaje celular diferente.