18.16: プラグモプラスト

The Phragmoplast
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Molecular Biology
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JoVE Core Molecular Biology
The Phragmoplast
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01:59 min
April 07, 2021

Overview

細胞分裂は、生物の成長と発達に不可欠です。動物細胞では、中央紡錘体とそれに関連するタンパク質が中体を形成し、この構造は細胞質分裂に不可欠な役割を果たします。植物では、中央の紡錘体は、微小管、アクチン、およびその他の細胞成分とともに、細胞質分裂に必要なフラッグモプラストに成熟します。静止したミッドボディとは異なり、フラグモプラストは遠心力で膨張し、最終的には新しい細胞壁が形成されます。

成熟したフラグモプラストはドーナツ型で、外側の先頭領域、中間遷移帯、内側の遅れ領域が含まれています。リーディング領域では、新しい微小管が連続的に組み立てられます。微小管の核形成は、GCP1からGCP6までの6つのサブユニットを含むγ-チューブリン環複合体(γ-TuRC)によって開始されます。ただし、γ-TuRCは微小管と直接相互作用することはできません。したがって、微小管と相互作用するタンパク質複合体であるAugminは、微小管へのγ-TuRCの動員を媒介します。フラグモプラストに存在する微小管は、近くのゴルジ体によって生成された分泌小胞を輸送するための経路として機能します。

中間遷移帯では、小胞は最初に細管様構造に移行し、次に相互接続して絡み合った管状ネットワークを形成します。分泌小胞の連続的な添加は、親細胞膜と出会うまで、管状ネットワークの外側に成長をもたらす。小胞膜は娘細胞の原形質膜を形成するために使用され、小胞中に存在する生体分子は、2つの娘細胞の膜の間に存在する細胞板を構築するために使用されます。

遅れた領域では、微小管が解重合し、細胞プレートの成熟部分が残ります。完全に形成された細胞プレートは、その後、2つの娘細胞を分離する細胞壁に発達します。前端での微小管の重合と遅延領域での微小管の解重合により、フラグモプラストと細胞プレートが親細胞壁と結合するまで、フラモプラストと細胞プレートが外側に拡張します。フラグモプラストの機能に障害があると、多核細胞や胚性致死表現型が生じる可能性があります。

Transcript

植物の細胞は硬い細胞壁に囲まれているため、細胞が外部から収縮して分裂しにくくなっています。したがって、植物細胞は、2つの娘核の間に新しい細胞壁を「裏返し」に形成することにより分裂します。フラグモプラストと呼ばれる植物の特殊な構造が、新しい細胞壁の形成を導きます。

細胞分裂面は、将来の細胞壁形成部位であり、細胞周期のG1期に形成される微小管とアクチンフィラメントからなる前期バンドによって特徴づけられます。前期バンドは細胞皮質で集まり、M期の開始時に消失します。

有糸分裂中、染色体は分離し、反対の極に移動し始めます。極では、分離した染色体の周りに核膜が形成され、紡錘体が消え始めます。有糸分裂紡錘体の残りの微小管は、フラグモプラストを形成します。

フラグモプラスト微小管は極性で、赤道面の近くにプラス端があり、極の近くにマイナス端があります。

ゴルジ体は小さな小胞を分泌し、モータータンパク質によって微小管に沿って細胞中心に運ばれます。これらの小胞には、新しい細胞壁の合成に必要な2つの重要な成分である多糖類と糖タンパク質が充填されています。小胞の融合により、初期細胞プレートと呼ばれる円盤状の構造が形成されます。

フラグモプラスト微小管は、細胞プレートの自由縁で正常に再生され、フラグモプラストがプレートを横方向に伸ばすことができます。新しい細胞プレートは、M期の前に前期バンドによってマークされた部位で母細胞壁と結合します。原形質膜が細胞プレートと融合し、新しい細胞壁が形成され、2つの娘細胞が分離されます。

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