Борозна розщеплення
Ця стаття містить перелік джерел, але походження окремих тверджень у ній залишається незрозумілим через практично повну відсутність виносок. (лютий 2023) |
Борозна розщеплення у клітинній біології — поглиблення на поверхні клітини, з якого починається розщеплення, за допомогою якого клітини тварин і деяких водоростей піддаються цитокінезу, остаточному розщепленню мембрани в процесі поділу клітини. Ті самі білки, що відповідають за скорочення м'язів, актин і міозин, починають процес формування борозни розщеплення, створюючи актоміозинове кільце. У процедурі задіяні інші білки цитоскелета та білки, що зв’язують актин.
Механізм
ред.Рослинні клітини не здійснюють цитокінез за допомогою цього методу, але ці дві процедури не є абсолютно різними. Клітини тварин утворюють актин-міозинове скоротливе кільце в екваторіальній області клітинної мембрани, яке звужується, утворюючи борозну розщеплення. У рослинних клітинах виділення везикул Гольджі утворюють клітинну пластинку або перегородку на екваторіальній площині клітинної стінки під дією мікротрубочок фрагмопласту. Борозна розщеплення в клітинах тварин і фрагмопласт у клітинах рослин є складними структурами, що складаються з мікротрубочок і мікрофіламентів, які сприяють остаточному розділенню клітин на дві ідентичні дочірні клітини.
Клітинний цикл
ред.Клітинний цикл починається з інтерфази, коли відбувається реплікація ДНК, клітина росте і готується вступити в мітоз. Мітоз включає чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Профаза - це початкова фаза, коли з'являються волокна веретена, які призначені для переміщення хромосом до протилежних полюсів. Цей веретеноподібний апарат складається з мікротрубочок, мікрофіламентів і складної мережі різноманітних білків. Під час метафази хромосоми шикуються за допомогою веретеноподібного апарату в середині клітини вздовж екваторіальної пластини. Під час анафази хромосоми переміщуються до протилежних полюсів і залишаються прикріпленими до волокон веретена поділу своїми центромерами. Формування борозни розщеплення тваринної клітини спричинене кільцем актинових мікрофіламентів, яке називається скорочувальним кільцем, що утворюється під час ранньої анафази. Міозин присутній в ділянці скоротливого кільця, оскільки в цій ділянці переважають концентровані мікрофіламенти та нитки актину. Нитки актину є як уже існуючими, так і новими. Розщеплення відбувається за допомогою цих моторних білків, актин і міозин, які є однаковими білками, що беруть участь у скороченні м’язів. Під час клітинного розщеплення скоротливе кільце стягується навколо цитоплазми клітини, поки цитоплазма не защемлюється на дві дочірні клітини. Під час кінцевої фази мітозу, телофази, борозна утворює міжклітинний міст за допомогою волокон мітотичного веретена. Фосфатидилетаноламін (PE) був присутній протягом цього часу, що вказує на те, що він може відігравати роль у русі між плазматичною мембраною та скорочувальним кільцем. Міст потім розривається та знову запечатується, щоб утворити дві ідентичні дочірні клітини під час цитокінезу. Розрив утворюється мікротрубочками, а повторне ущільнення нівелюється кальцієзалежним екзоцитозом за допомогою везикул Гольджі. Для порівняння, клітинна перегородка рослин і середня зона тваринної клітини аналогічні. Обидва вимагають везикулярної секреції апаратом Гольджі для повторного ущільнення та формування цитоскелетної мережі на додаток до мікротрубочок і мікрофіламентів для поділу та руху. Механізм борозни розщеплення в клітинах тварин являє собою складну мережу актинових і міозинових ниток, везикул Гольджі та кальцій-залежних каналів, що дозволяє клітині розпадатися, повторно ущільнюватися та формувати нові дочірні клітини з повними мембранами.
Література
ред.- Cao LG, Wang YL (April 1990). «Mechanism of the formation of contractile ring in dividing cultured animal cells. I. Recruitment of preexisting actin filaments into the cleavage furrow». J. Cell Biol. 110 (4): 1089–95. doi:10.1083/jcb.110.4.1089. PMC 2116085. PMID 2324193.
- Skop AR, Bergmann D, Mohler WA, White JG (May 2001). «Completion of cytokinesis in C. elegans requires a brefeldin A-sensitive membrane accumulation at the cleavage furrow apex». Curr. Biol. 11 (10): 735–46. doi:10.1016/S0960-9822(01)00231-7. PMC 3733387. PMID 11378383.
- Emoto K, Kobayashi T, Yamaji A, et al. (November 1996). «Redistribution of phosphatidylethanolamine at the cleavage furrow of dividing cells during cytokinesis». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93 (23): 12867–72. doi:10.1073/pnas.93.23.12867. PMC 24012. PMID 8917511.
- Togo T, Alderton JM, Bi GQ, Steinhardt RA (March 1999). «The mechanism of facilitated cell membrane resealing». J. Cell Sci. 112 (5): 719–31. doi:10.1242/jcs.112.5.719. PMID 9973606.
- Raven, P.H.; Evert, R.F.; Eichhorn, S.E. (2005). Biology of Plants (7th ed.). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-1007-2.
- «The Cleavage Furrow (contractile ring) and Cytokinesis». Maciver Lab Cytoskeleton. University of Edinburgh. January 2003.
- Schroeder TE (May 1972). «The contractile ring. II. Determining its brief existence, volumetric changes, and vital role in cleaving Arbacia eggs». J. Cell Biol. 53 (2): 419–34. doi:10.1083/jcb.53.2.419. PMC 2108733. PMID 5063470.