Wrzeciono podziałowe

7.3K views02:27 min

Wrzeciono mitotyczne oddziela chromatydy siostrzane i przesuwa je na przeciwne strony komórki podczas anafazy mitozy.

Podstawowymi strukturami wrzeciona mitotycznego są puste cylindry zwane mikrotubulami. Dwa zestawy mikrotubul są umieszczone na przeciwległych końcach lub biegunach wrzeciona mitotycznego.

Każda mikrotubula ma koniec ujemny i koniec dodatni. Ujemne końce mikrotubul spotykają się pośrodku biegunów wrzeciona. Końce plusa wystają na zewnątrz od słupów.

Istnieją różne rodzaje mikrotubul o różnych pozycjach i rolach we wrzecionie mitotycznym.

Mikrotubule kinetochorowe wiążą chromosomy z biegunem wrzeciona, przyłączając się na ich dodatnich końcach do kinetochorów. Kinetochory to duże kompleksy białkowe zgromadzone w centromerze chromatydy, wyspecjalizowanej sekwencji DNA, która łączy chromatydy siostrzane.

Układ mikrotubul międzybiegunowych przypomina parę splecionych dłoni. Dodatni koniec mikrotubuli międzybiegunowej nakłada się na dodatni koniec innej mikrotubuli międzypolarnej rozciągającej się z przeciwnego bieguna. Białka motoryczne łączą się z mikrotubulami międzypolarnymi, aby kierować montażem wrzeciona.

Mikrotubule astralne zakotwiczają wrzeciono w komórce. Te mikrotubule zbiorczo przypominają gwiazdę, z każdym dodatnim końcem wystającym na zewnątrz od bieguna wrzeciona do kory komórkowej.

W większości komórek zwierzęcych mikrotubule są zorganizowane wokół organelli zwanej centrosomem. Na każdym biegunie wrzeciona znajduje się jeden centrosom.

Centrosom składa się z dwóch centrioli otoczonych bezkształtną masą białek zwaną macierzą pericentrioralną. Centrosom wytwarza, porządkuje i zakotwicza mikrotubule w komórce.

Dwie rodziny białek motorycznych są integralną częścią budowy i działania wrzeciona mitotycznego: białka związane z kinezyną i dyneina. Zazwyczaj białka związane z kinezyną poruszają się w kierunku dodatnich końców mikrotubul, a dyneina porusza się w kierunku końców ujemnych.

Wewnętrzna polaryzacja wrzeciona mitotycznego i jego mikrotubul ułatwia mitotyczną segregację chromosomów, przygotowując komórkę do podziału.

Overview

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wrzeciono podziałowe – lub aparat wrzecionowy – to eukariotyczna struktura cytoszkieletowa zbudowana z długich włókien białkowych zwanych mikrotubulami. Powstałe podczas podziału komórki wrzeciono oddziela siostrzane chromatydy i przenosi je na przeciwne końce komórki rodzicielskiej, gdzie poszczególne chromosomy są rozdzielane do dwóch jąder komórek potomnych.

Dwubiegunowa konfiguracja wrzeciona podziałowego ułatwia segregację chromosomów, przygotowując komórkę do podziału. Jeden z mechanizmów zapewniających tworzenie się dwubiegunowego wrzeciona opiera się na centrosomach.

Niektórym komórkom, takim jak oocyty kręgowców i wyższe komórki roślinne, brakuje centrosomów; jednakże większość komórek zwierzęcych ma dwa centrosomy, gdy wchodzą w mitozę. Każdy centrosom jest powiązany z kolistym układem mikrotubul na przeciwległych końcach – lub biegunach – wrzeciona podziałowego. Innymi słowy, centrosomy zarodkują mikrotubule.

Białka motoryczne — zwłaszcza kinezyny i dyneina — zazwyczaj działają na końcach mikrotubul lub w ich pobliżu i ułatwiają tworzenie dwubiegunowego wrzeciona oraz oddzielanie chromatyd siostrzanych.

Na przykład kinezyny-5 w środkowej strefie wrzeciona łączą się i rozsuwają dwie mikrotubule wystające z przeciwległych biegunów wrzeciona; proces ten sprzyja dwubiegunowości i wydłużeniu wrzeciona poprzez odpychanie biegunów wrzeciona od siebie.

Uważa się, że aktywność kinezyny-5 jest równoważona przez kinezynę-14. Silniki kinezyny-14 przyciągają mikrotubule wystające z przeciwległych biegunów, skutecznie łącząc je ze sobą. Skoordynowane działanie tych silników umożliwia prawidłowy montaż wrzeciona.

Kinezyna-4 i kinezyna-10 to chromokinezy, czyli kinezyny, które mogą łączyć się z chromosomami mitotycznymi. Kinezyna-4 i kinezyna-10 łączą się z ramionami chromosomów, odpychając chromosomy i biegun wrzeciona.

Dyneiny organizują mikrotubule w różnych częściach komórki. Na przykład łączą mikrotubule astralne z cytoszkieletem aktynowym, odsuwając bieguny wrzeciona od siebie.

Struktura, organizacja i elementy wrzeciona podziałowego umożliwiają rozdzielenie chromatyd siostrzanych, przygotowując komórkę do prawidłowego podziału.

Transcript