Определение плоскости деления клетки

Расположение плоскости деления клеток является критическим шагом во время развития и дифференцировки клеток, особенно во время митоза, когда плоскость важна для определения размера двух дочерних клеток. Плоскость деления клеток перпендикулярна плоскости сегрегации хромосом, но разные типы организмов имеют разные механизмы деления клеток, соответствующие их морфологии и функциям.

Животные клетки

В клетках животных борозда расщепления образуется вдоль плоскости клеточного деления, начиная с коры клетки, области под плазматической мембраной. Митотическое веретено играет решающую роль в определении плоскости деления клеток; следовательно, изменение оси митотического веретена может изменить плоскость деления. Эта стратегия используется некоторыми эукариотическими организмами, такими как почвенная нематода, для переключения с симметричного на асимметричное деление клеток. Симметричное деление клеток дает две идентичные дочерние клетки и часто используется для выращивания тканей, содержащих множество клеток одного и того же типа. Напротив, асимметричное деление создает клеточное разнообразие, поскольку генерирует две неидентичные дочерние клетки. Например, нейроэпителиальные клетки первоначально увеличивают свое количество за счет симметричных делений. После этого они используют асимметричное деление для производства дочерних клеток, похожих на родительскую клетку, а также дифференцирующихся нейронов.

Дрожжи

У почкующихся дрожжей, таких как Saccharomyces cerevisiae, плоскость клеточного деления определяется в фазе G1 белками септина. Цитокинез достигается за счет формирования борозды расщепления в области шейки почкующихся дрожжевых клеток; однако митотический аппарат не играет никакой роли в определении плоскости клеточного деления. Напротив, у делящихся дрожжей, таких как Schizosaccharomyces pombe, положение интерфазного ядра определяет расположение плоскости клеточного деления в фазе G2. Во время интерфазы белок Mid1 преимущественно локализуется в ядре; однако во время митоза Mid1 экспортируется из ядра в кору клетки, где он рекрутирует компоненты актомиозинового кольца в медиальную область клетки. В конечном итоге это приводит к делению материнской клетки на две дочерние клетки одинакового размера.

Растения

В большинстве растительных клеток плоскость клеточного деления определяется до того, как клетка переходит в митоз. По экватору материнской клетки образуется препрофазная полоса, отмечающая плоскость клеточного деления. Препрофазная полоса представляет собой кольцевую структуру, состоящую из микротрубочек и F-актина. Он дает начало пучку микротрубочек, называемому фрагмопластом, который обеспечивает структурный каркас для расширения и позиционирования клеточной пластинки.