Cytokinesis segregates a cell’s chromosomes and organelles into its daughter cells. Organelles divide and grow prior to cell division but cannot be synthesized de novo; therefore, cells must receive at least one copy of each organelle to survive. Currently, many of the details of how the organelles are distributed are not yet fully elucidated.
The cytoplasm contains various organelles, as well as salts, proteins, and water. The distribution of small organelles like peroxisomes and lysosomes can be explained by simple diffusion. Since each cell has multiple copies of each organelle, daughter cells have a high probability of receiving at least one copy of the organelle. However, the distribution of large organelles like the ER or the chloroplast requires more complex evolutionarily conserved mechanisms.
The Golgi apparatus breaks down as the cells enter mitosis. Two possible models may explain the distribution of the Golgi apparatus into daughter cells. According to the first model, during prophase, the Golgi tubules are cleaved, and small stacks of Golgi are released. These are further fragmented into vesicles and tubules. These mitotic Golgi clusters (MGC) disperse into the cytoplasm and segregate into the dividing cells during anaphase. Spindle microtubules guide the distribution of MGC in an ordered manner. The second model hypothesizes that the Golgi proteins and membranes are reabsorbed in the ER at the onset of mitosis, allowing the Golgi to partition with ER.
Mitochondria are critical organelles for cell survival and growth. During mitosis, mitochondria are divided into smaller fragments which can then segregate between the daughter cells. A conserved protein DRP1 constricts the outer mitochondrial membrane and brings about mitochondrial fission. Cyclin B-CDK1 and Aurora-A, two mitotic kinases, regulate the activation of DRP1.
The interphase endoplasmic reticulum (ER) is a continuous membrane that synthesizes the membranes for Golgi bodies, endolysosomes, vesicles, and the plasma membrane. During mitosis, the ER may undergo fragmentation or may remain as cisternae. In HeLa cells, the ER is maintained as cisternae and is restricted to the cell cortex. The ER is non-uniformly distributed, and the central cisternae are associated with the spindle. The ER may be tethered to the walls of the mitotic cell cortex before being distributed to the daughter cells.
Le cytoplasme d’une cellule contient de nombreux organites différents. Chaque organite diffère par sa structure, sa fonction et son nombre de copies ; Par conséquent, une cellule doit utiliser des stratégies distinctes pour séparer correctement chaque type d’organite en ses cellules filles.
L’enveloppe nucléaire et le réticulum endoplasmique sont directement liés, et donc leur distribution aux cellules filles est couplée.
En prophase, l’enveloppe nucléaire et les protéines associées fusionnent avec le réticulum endoplasmique. Le réticulum endoplasmique en forme de feuille se transforme en une structure tubulaire et se réorganise près du cortex cellulaire au cours de la métaphase.
Après la ségrégation chromosomique, le réticulum endoplasmique entoure les chromatides sœurs et reforme l’enveloppe nucléaire.
Dans la mitose, les mitochondries subissent une fission pour produire des mitochondries fragmentées qui se propagent dans toute la cellule.
Au cours de la division cellulaire, on pense que ces mitochondries fragmentées sont distribuées aux cellules filles par un processus stochastique ou aléatoire, puis subissent une fusion pour retrouver leur forme et leur taille.
Une seule copie du corps de Golgi est présente dans la cellule, et sa distribution égale est vitale pour la survie cellulaire. Le corps de Golgi se désassemble par étapes avant de se séparer dans les cellules filles.
Le ruban de Golgi contenant des citernes empilées se décompose en plusieurs mini-piles, qui sont ensuite démontées en vésicules.
En anaphase, les vésicules de Golgi subissent une fusion pour former des citernes, qui sont ensuite réempilées. Ensuite, des Golgis jumeaux de petite et de grande taille se forment près du milieu du corps et du centrosome, respectivement, en télophase.
Enfin, au cours de la cytokinèse, les plus petits corps jumeaux de Golgi fusionnent avec les plus grands pour former le corps de Golgi unique dans chaque cellule fille.
La division symétrique se produit dans la plupart des cellules où une cellule produit deux cellules filles identiques avec le même destin.
Dans certaines cellules, la division asymétrique se produit lorsqu’il y a une transmission inégale des déterminants du destin cellulaire, ce qui entraîne la production de cellules filles non identiques.
Par exemple, les cellules souches peuvent subir une division cellulaire asymétrique pour produire une cellule fille qui se comporte comme la cellule souche parente, tandis que l’autre cellule fille peut suivre une lignée cellulaire différente.
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