Kako je citokineza drugačna pri rastlinah in živalih - Razlika Med

Kako je citokineza drugačna pri rastlinah in živalih

Citokineza je delitev citoplazme na dve hčerinski celici. V času celičnega cikla evkariontov sledi kariokineza s citokinezo. To pomeni, da se delitev citoplazme opravi po zaključku delitve jedra. Vendar se citokineza ali delitev citoplazme ne dogaja na enak način v rastlinskih in živalskih celicah. Ta članek bo razložil razlike v citokinezi rastlin in živali in vzrok za to je razlika.

Ta članek prikazuje,

1. Kaj se zgodi med citokinezo
2. Citokineza rastlinskih celic
3. Citokineza živalskih celic
4. Kako se citokineze razlikujejo v rastlinah in živalih

Kaj se dogaja med citokinezo

Med citokinezo se podvojeni genetski material na nasprotnih polih razdeli na dve hčerinski celici skupaj s polovico celične citoplazme, ki vsebuje en niz njenih organelov. Ločitev podvojenega genskega materiala je zagotovljena z vretenskim aparatom. Število kromosomov, kot tudi število kromosomskih nizov hčerinske celice, mora biti enako tistim iz matične celice, da so hčerinske celice funkcionalne kopije matičnih celic. Ta proces se imenuje simetrična citokineza. Nasprotno, v času oogeneze je jajčece sestavljeno iz skoraj vseh organelov in citoplazme gonocitov prekurzorskih zarodnih celic. Vendar pa celice tkiv, kot so jetra in skeletne mišice, izpustijo citokinezo s proizvodnjo več-jedrnih celic.

Glavna razlika med citokinezo rastlinskih celic in živalskih celic je nastanek nove celične stene, ki obdaja hčerinske celice. Rastlinske celice tvorijo celično ploščo med hčerinskimi celicami. V živalskih celicah nastane cepilna brazda med dvema hčernima celicama. V mitotični delitvi, po zaključku citokineze, hčerinske celice vstopijo v interfazo. V meiotični delitvi se proizvedene gamete uporabijo za dokončanje spolne reprodukcije po zaključku citokineze z združevanjem z drugo vrsto gamet pri isti vrsti.

Citokineza rastlinskih celic

Rastlinske celice so običajno sestavljene iz celične stene. Zato tvorijo celično ploščo na sredini matične celice, da ločijo dve hčerinski celici. Nastanek celične plošče je prikazan v slika 1.


Slika 1: Oblikovanje celične plošče

Postopek oblikovanja celične plošče

Nastajanje celičnih plošč je petstopenjski proces.

Nastajanje fragmoplasta

Phragmoplast je polje mikrotubul, ki podpira in vodi tvorbo celičnih plošč. Mikrotubule, ki se uporabljajo za tvorbo fragmoplasta, so ostanki vretena.

Trgovina z vezikulami in fuzija z mikrotubulami

Mešanice, ki vsebujejo beljakovine, ogljikove hidrate in lipide, se s pomočjo mikrotubul prepeljejo v srednjo cono fragmoplasta, ker so potrebne za tvorbo celične plošče. Vir teh veziklov je Golgijev aparat.

Fuzija in transformacija membranskih cevk v membranske plošče Razširjene mikrotubule

Razširjene mikrotubule se bočno preplete, da se tvori ravninska plošča, ki se imenuje celična plošča. Druge sestavine celične stene skupaj s celulozno usedlino na celični plošči ga vodijo do nadaljnjega zorenja.

Recikliranje materialov celične membrane

Neželeni membranski materiali se odstranijo iz celične plošče z endokitozo, ki jo posreduje klatrin.

Fuzija celične plošče z obstoječo celično steno

Robovi celične plošče so združeni z obstoječo starševsko celično membrano in fizično ločujejo obe hčerinski celici. Ta fuzija se večinoma odvija asimetrično. Vendar pa se verige endoplazmičnega retikuluma najdejo skozi novo oblikovano celično ploščo, ki se obnaša kot prekurzorji plazmodemata, vrste celičnih stikov, ki jih najdemo v rastlinskih celicah.

Različne komponente celične stene, kot so hemiceluloza, pektini, arabinogalaktanske beljakovine, ki jih prenašajo sekretorni vezikli, se odlagajo na novo oblikovano celično ploščo. Najbolj razširjena komponenta celične stene je celuloza. Prvič, keloza se polimerizira z encimom kazeza sintaze na celični plošči. Ko se celična plošča staplja z obstoječo celično membrano, jo kasneje nadomesti celuloza. Srednja lamela nastane iz celične stene. To je plast, podoben lepilu, sestavljen iz pektina. Obe sosednji celici sta povezani z srednjo lamelo.

Citokineza živalskih celic

Razdelitev citoplazme v živalskih celicah se začne po ločitvi sestrskih kromatid med anafazo jedrske delitve. Citokineza živalskih celic je prikazana v slika 2.


Slika 2: Citokineza živalskih celic

Cito-kinezi živalskih celic

Citokineza živalskih celic poteka v štirih korakih.

Anaphase Spindle Recognition

Vreteno se prepozna po zmanjšanju aktivnosti CDK1 med anafazo. Nato se mikrotubule stabilizirajo, da tvorijo osrednje vreteno ali srednji del vretena. Ne-kineto-korski mikrotubuli tvorijo snope med dvema nasprotnima poloma starševske celice. Ljudje in C. elegans zahtevajo oblikovanje osrednjega vretena, da se izvede učinkovita citokineza. Zmanjšana aktivnost CDK1 defosforilira kromosomski potniški kompleks (CPC), pri čemer se CPC prestavi na centralno vreteno. CPC se nahaja na centromerih med metafazo.

CPC regulira fosforilacijo proteinov centralnih vretenskih komponent, kot so PRC1 in MKLP1. Fosforilirani PRC1 tvori homodimer, ki se v vmesniku med antiparalelnimi mikrotubulami veže. Vezava olajša prostorsko razporeditev mikrotubulov na osrednjem vretenu. Protein, ki aktivira GTPase, CYK-4 in fosforiliran MKLP1 tvorita centralni spindlinski kompleks. Centralspindlin je grozd višjega reda, ki je vezan na centralno vreteno.

Večkratne centralne komponente vretena so fosforilirane, da se sproži samo-sestavljanje osrednjega vretena. Centralno vreteno nadzoruje položaj brazde odcepitve, vzdržuje dostavo mehurčkov v vetrnico in kontrolira tvorbo srednjega telesa na koncu citokineze.

Specifikacija razdelitvene ravnine

Specifikacija ravnine delitve se lahko izvede preko treh hipotez. To so hipoteza o astralni stimulaciji, hipoteza osrednjega vretena in hipoteza o astralni sprostitvi. Vreteno pošilja dva odvečna signala, ki brazdo razcepita na celično skorjo, eno od osrednjega vretena, drugo pa iz vretenske aste.

Sestavljanje in kontrakcija aktin-miozinskega obroča

Cepitev poganja kontraktilni obroč, ki ga tvori aktin in motorni protein miozin-II. V kontraktilnem obroču celična membrana in celična stena naraščata v celico, tako da se starševska celica stisne v dve celici. Družina Rho proteinov uravnava nastajanje kontraktilnega obroča na sredini celične skorje in njeno krčenje. RhoA pospešuje tvorbo kontraktilnega obroča. Poleg aktina in miozina II je kontraktilni obroč sestavljen iz beljakovin, kot so anilin, ki se veže na CYK1, RhoA, aktin in miozin II, ki povezuje ekvatorialni korteks in centralno vreteno.

Pomanjkanje

Brazda cepljenja vdre v srednjo strukturo. Premer aktin-miozinskega obroča na tem položaju je okoli 1-2 μm. Srednji del je v celoti razcepljen v procesu, imenovanem abscisija. Med absicijo so medcelični mostovi napolnjeni z antiparalelnimi mikrotubulami, celična skorja je zožena in plazemska membrana je oblikovana.

Molekularne signalne poti zagotavljajo zvesto ločitev genoma med dvema hčerinskim celicama. Citokineza živalskih celic poganja Myosin ATPaza tipa II z namenom ustvarjanja kontraktilnih sil. Časovna razporeditev živalske citokine je zelo regulirana.

Kako je citokineza drugačna pri rastlinah in živalih

Delitev citoplazme se imenuje citokineza. Glavna razlika med citokinezo rastlinskih in živalskih celic je oblikovanje celične plošče v rastlinskih celicah, namesto oblikovanja cepilne brazde v živalskih celicah. Razlika med citokinezo rastlinskih in živalskih celic je prikazana v slika 3


Slika 3: Razlika med živalskim in rastlinskim citokinezom

Živalske celice nimajo celične stene. Tako je samo celična membrana razdeljena na dva dela, ki tvorijo nove celice s poglabljanjem cepitve skozi kontraktilni obroč v sredini matične celice. V rastlinskih celicah se na sredini matične celice oblikuje celična plošča s pomočjo mikrotubulov in mehurčkov. Meglice so združene z mikrotubulami in tvorijo cevasto-vezikularno mrežo. Odlaganje komponent celične stene vodi do zorenja celične plošče. Ta celična plošča raste proti celični membrani. Zato se citoplazmatska delitev na živalsko celico začne v robovih celice (centripetalna), citoplazmatska delitev rastlinske celice pa se začne na sredini celice (centrifugalno). Tako lahko nastajanje srednjega telesa odkrijemo samo v citokinezi živalskih celic. Citokineza rastlinskih celic se prične pri telofazi jedrske delitve, pri čemer se citokineza živalskih celic začne pri anafazi jedrske delitve. Citokineza živalskih celic je strogo regulirana s poti prenosa signala. Zahteva tudi ATP za kontrakcijo aktinov in miozinskih proteinov.

Sklic:
1. "Citokineza". En.wikipedia.org. P., 2017. Splet. 7. marec 2017.

Vljudnost slike:
1. »Diagram Phragmoplasta«, ki ga je ustvaril BlueRidgeKitties