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10.6: 有丝分裂和胞质分裂
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10.6: 有丝分裂和胞质分裂

在真核细胞中,细胞分裂周期被划分为不同的、协调的细胞过程,包括细胞生长、DNA复制/染色体复制、染色体向子细胞的分布,最后是细胞分裂。细胞周期受到其调控系统以及影响细胞增殖的细胞外信号的严格调控。

细胞周期的过程发生在大约24小时(典型的人类细胞)和两个主要的可区分的阶段。第一阶段是DNA复制,在间期的s期。第二阶段是有丝分裂(M)阶段,包括将复制的染色体分离为两个新的细胞核(有丝分裂)和细胞质分裂(胞质分裂)。这两个阶段被间隔(G1和G2间隙)隔开,在此期间细胞准备复制和分裂。

有丝分裂过程

有丝分裂可分为五个不同的阶段:前期、前中期、中期、后期和末期。胞质分裂是M期的一部分,但不是有丝分裂的一部分。

前期

当细胞进入有丝分裂时,其复制的染色体开始浓缩,并在被称为浓缩素的蛋白质的帮助下变成线状结构。有丝分裂纺锤体开始在中心体之间形成,中心体在S期复制,并迁移到细胞的相反极。纺锤体由微管组成,微管由微管蛋白单体组成。纺锤体微管开始向浓缩染色体延伸。核仁是产生核糖体的细胞核的一个组成部分,它消失了,表明细胞核即将解体。

前中期

在前中期,来自纺锤体的微管丝继续生长,染色体结束凝聚。核膜完全分解,释放出染色体。一些微管附着在释放的染色体上,与每对姐妹染色单体的着丝粒上的一种称为动粒的蛋白质结构结合。相反极的纺锤体微管附着在动粒上并捕获浓缩的姐妹染色单体对。纺锤体微管不与染色体相连,极性微管和星状微管有助于将纺锤体分开,并将纺锤体极固定在细胞膜上。

中期

纺锤体微管在中期板处沿着细胞赤道排列每对完全浓缩的姐妹染色单体。细胞现在可以分裂了。

后期

与动粒结构相连的对生纺锤体的微管在着丝粒处缩短并分离姐妹染色单体。将染色单体结合在一起的结合蛋白现在分解了。缩短的动粒微管使这对染色体的每个染色单体迁移到另一个极。

末期 一旦染色体到达细胞的两极,它们就会解密并解开,形成染色质。纺锤体微管丝解聚成微管蛋白单体,然后在子细胞中用作细胞骨架元素。核膜在每一组染色体周围重组。 胞质分裂 在动物细胞的胞质分裂过程中,肌动蛋白丝在质膜上形成一个收缩环,形成一个分裂沟,最终将细胞挤压成两个。在植物细胞中,高尔基体中携带葡萄糖、酶和结构蛋白的囊泡在前中期板的位置结合形成一个新的细胞板。生长的细胞板与两侧的质膜融合,最终形成一个新的细胞壁,将细胞分成两部分。 有丝分裂现在已经完成,产生两个与母细胞相同的子细胞。在大多数人类细胞中,有丝分裂约占约24小时细胞周期的1小时。
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