35.17: 세포질 함량 분포

세포질 분열은 세포의 염색체와 세포소기관을 딸세포로 분리합니다. 세포 소기관은 세포 분열 전에 분열하고 성장하지만 새로 합성될 수는 없습니다. 따라서 세포가 생존하려면 각 소기관의 복사본을 최소한 하나 이상 받아야 합니다. 현재, 소기관이 어떻게 분포되는지에 대한 많은 세부 사항은 아직 완전히 밝혀지지 않았습니다.

세포질 결정인자의 분포

세포질에는 염분, 단백질 및 물뿐만 아니라 다양한 세포 소기관이 포함되어 있습니다. 퍼옥시좀이나 리소좀과 같은 작은 소기관의 분포는 단순 확산으로 설명할 수 있습니다. 각 세포에는 각 소기관의 여러 복사본이 있으므로 딸세포는 적어도 하나의 소기관 복사본을 받을 가능성이 높습니다. 그러나 ER이나 엽록체와 같은 큰 세포 소기관의 분포에는 더 복잡하고 진화적으로 보존된 메커니즘이 필요합니다.

골지체 분포의 최근 발전

골지체는 세포가 유사분열에 들어갈 때 분해됩니다. 두 가지 가능한 모델이 골지체의 딸세포 분포를 설명할 수 있습니다. 첫 번째 모델에 따르면 전기 단계 동안 골지 세뇨관이 절단되고 작은 골지 덩어리가 방출됩니다. 이는 소포와 세뇨관으로 더 세분화됩니다. 이러한 유사분열 골지 클러스터(MGC)는 세포질로 분산되어 후기 동안 분열 세포로 분리됩니다. 스핀들 미세소관은 MGC의 분포를 순서대로 안내합니다. 두 번째 모델은 유사분열이 시작될 때 골지 단백질과 막이 ER에서 재흡수되어 골지가 ER과 분할될 수 있다는 가설을 세웁니다.

미토콘드리아 분포의 최근 발전

미토콘드리아는 세포 생존과 성장에 중요한 세포 소기관입니다. 유사분열 동안 미토콘드리아는 더 작은 조각으로 나뉘어 딸세포 사이에서 분리될 수 있습니다. 보존된 단백질 DRP1은 미토콘드리아 외부 막을 수축시켜 미토콘드리아 분열을 일으킵니다. 두 개의 유사분열 키나제인 Cyclin B-Cdk1과 Aurora-A는 DRP1의 활성화를 조절합니다.

소포체 분포의 최근 발전

간기 소포체(ER)는 골지체, 엔도리소좀, 소포 및 원형질막의 막을 합성하는 연속 막입니다. 유사분열 동안 소포체는 단편화되거나 수조로 남아 있을 수 있습니다. HeLa 세포에서 소포체는 물통으로 유지되며 세포 피질로 제한됩니다. 소포체는 불균일하게 분포되어 있으며 중앙 수조는 스핀들과 연결되어 있습니다. 소포체는 딸세포에 분배되기 전에 유사분열 세포 피질의 벽에 묶여 있을 수 있습니다.

세포의 세포질에는 다양한 세포소기관이 포함되어 있습니다. 각 소기관은 구조, 기능 및 복제 수가 다릅니다. 그러므로, 세포는 각 세포 기관 유형을 딸 세포로 적절하게 분리하기 위해 뚜렷한 전략을 사용해야 합니다.

핵막과 소포체는 직접 연결되어 있으므로 딸 세포로의 분포가 결합되어 있습니다.

전단계(prophase)에서, 핵막(nuclear envelope) 및 관련 단백질은 소포체(endoplasmic reticulum)와 합쳐집니다.시트(sheet)와 같은 소포체(endoplasmic reticulum)는 관 모양으로 변형되어 중기(metaphase) 동안 세포 피질 근처에서 스스로를 재조직합니다.

염색체 분리 후, 소포체는 자매 염색체를 둘러싸고 핵막을 재형성합니다.

유사분열에서 미토콘드리아는 세포 전체에 퍼져 있는 조각난 미토콘드리아를 생성하기 위해 분열을 겪습니다.

세포 분열 과정에서 이러한 단편화된 미토콘드리아는 확률적 또는 무작위 과정을 통해 딸 세포에 분포한 다음 융합을 거쳐 모양과 크기를 회복하는 것으로 여겨집니다.

골지체의 단일 사본이 세포에 존재하며, 골지체의 균등한 분포는 세포 생존에 필수적입니다. 골지체는 딸세포로 분리되기 전에 단계적으로 분해됩니다.

적층된 수조를 포함하는 골지 리본은 여러 개의 미니 스택으로 분해된 다음 소포로 더 분해됩니다.

anaphase에서 Golgi vesicles는 융합을 거쳐 수조를 형성한 다음 다시 쌓입니다. 그런 다음, 작은 크기와 큰 크기의 쌍둥이 골지스(twin Golgis)는 텔로페이즈(telophase)에서 각각 중체(midbody)와 중심체(centrosome) 근처에서 형성됩니다.

마지막으로, 사이토키네시스(cytokinesis) 동안에는 더 작은 쌍둥이 골지체가 더 큰 쌍둥이 골지체와 합쳐져 각 딸 세포에서 단일 골지체를 형성합니다.

대칭 분열은 대부분의 세포에서 발생하며, 세포는 동일한 운명을 가진 두 개의 동일한 딸 세포를 생산합니다.

일부 세포에서는 세포 운명 결정 요인의 불균등한 유전이 있는 곳에서 비대칭 분열이 발생하여 동일하지 않은 딸 세포가 생성됩니다.

예를 들어, 줄기세포는 비대칭 세포 분열을 거쳐 부모 줄기 세포처럼 행동하는 딸 세포 하나를 생산할 수 있고, 다른 딸 세포는 다른 세포 계통을 따를 수 있습니다.