میتوز و سیتوکینز

میتوز تقسیم یک هسته تکثیر شده به دو هسته دختری از نظر ژنتیکی یکسان است و سیتوکینز تقسیم فیزیکی سیتوپلاسم است که تقسیم را به دو سلول کامل می‌کند. این دو با هم فاز M چرخه سلولی را تشکیل می‌دهند و تضمین می‌کنند که هر سلول دختری یک نسخه کامل و برابر از ژنوم را به ارث می‌برد.

Definition

میتوز فرآیندی است که طی آن کروموزوم‌های تکثیر شده یک سلول یوکاریوتی متراکم شده، روی یک دوک دوقطبی قرار می‌گیرند و به طور مساوی به دو هسته دختری تقسیم می‌شوند؛ سیتوکینز تقسیم متعاقب سیتوپلاسم است که منجر به تولید دو سلول دختری جداگانه می‌شود.

Scope

این مدخل مراحل منظم میتوز (پروفاز، پرومتافاز، متافاز، آنافاز، تلوفاز)، مونتاژ و عملکرد دوک میتوزی، تقسیم سیتوپلاسم توسط حلقه انقباضی در سلول‌های حیوانی و چگونگی تحریک این رویدادها توسط فعالیت CDK میتوزی را شرح می‌دهد. این مدخل تقسیم میتوزی را به عنوان یک موضوع زیست‌شناسی سلولی، و نه به عنوان راهنمای بالینی، مورد بررسی قرار می‌دهد.

Key concepts

• پروفاز، پرومتافاز، متافاز، آنافاز، تلوفاز
• تراکم کروموزوم
• دوک میتوزی و سانتریول‌ها
• کینتوکورها و اتصال میکروتوبول‌ها
• جداسازی کروماتیدهای خواهری (آنافاز)
• حلقه انقباضی و شیار تقسیم
• تقسیم برابر ژنوم

Mechanisms

ورود به میتوز با فعال شدن کمپلکس میتوزی سیکلین-CDK1 (کیناز میتوزی جهانی که توسط نرس مشخص شده است) آغاز می‌شود، که باعث تراکم کروموزوم، تجزیه پوشش هسته‌ای و مونتاژ دوک دوقطبی می‌شود. میکروتوبول‌ها از دو قطب دوک، کروماتیدهای خواهری را در کینتوکورهایشان به دام می‌اندازند و آنها را در صفحه متافاز ردیف می‌کنند؛ در آنافاز، پیوندهای نگهدارنده خواهران به هم شکسته می‌شوند و کروماتیدها به قطب‌های مخالف کشیده می‌شوند. سپس سیتوکینز سیتوپلاسم را تقسیم می‌کند: در سلول‌های حیوانی، یک حلقه انقباضی اکتومیوزین در استوای سلول مونتاژ می‌شود، که توسط سیگنال‌های منطقه میانی دوک موقعیت‌یابی می‌شود، و منقبض می‌شود تا شیار تقسیم را تشکیل دهد. بررسی گلاتزر الزامات مولکولی را که موقعیت دوک را به تشکیل شیار تقسیم مرتبط می‌کند، به گونه‌ای که برش بین دو ژنوم جدا شده قرار گیرد، بیان می‌کند.

Clinical relevance

میتوز زیربنای رشد و بازسازی بافت است و شاخص میتوزی و اشکال غیرطبیعی میتوزی ویژگی‌های توصیفی هستند که در تجزیه و تحلیل بافت استفاده می‌شوند. چندین عامل ضد سرطان به عنوان مختل‌کننده دینامیک دوک در سلول‌های در حال تقسیم در نظر گرفته می‌شوند. این مدخل تقسیم را در سطح مرجع توصیف می‌کند و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی نیست.

History

میتوز برای اولین بار در قرن نوزدهم توسط والتر فلمینگ توصیف و نامگذاری شد، که حرکات کروموزوم‌ها را در سلول‌های تقسیم‌شونده رنگ‌آمیزی شده مشاهده کرد. محرک‌های مولکولی یک قرن بعد از طریق کار بر روی CDK میتوزی (نرس) و سیکلین‌هایی که تخریب آنها امکان خروج از میتوز را فراهم می‌کند، روشن شد، در حالی که مکانیک سیتوکینز به تدریج از طریق مطالعات حلقه انقباضی و سیگنال‌دهی منطقه میانی دوک که توسط گلاتزر خلاصه شده است، تعریف شد.

Key figures

• Walther Flemming
• Paul Nurse
• Michael Glotzer
• David Morgan

Seminal works

• glotzer-2005
• nurse-1990
• morgan-1997

Frequently asked questions

تفاوت بین میتوز و سیتوکینز چیست؟

میتوز تقسیم هسته است که کروموزوم‌های تکثیر شده را به دو مجموعه برابر جدا می‌کند، در حالی که سیتوکینز فرآیند جداگانه‌ای است که سیتوپلاسم را تقسیم می‌کند تا دو سلول دختری مجزا تشکیل شوند؛ آنها معمولاً به طور متوالی رخ می‌دهند اما از نظر مکانیکی متمایز هستند.

چگونه یک سلول اطمینان حاصل می‌کند که هر سلول دختری یک ژنوم کامل دریافت می‌کند؟

کروماتیدهای خواهری از طریق کینتوکورهای خود به میکروتوبول‌ها از قطب‌های مخالف دوک متصل می‌شوند و در صفحه متافاز ردیف می‌شوند قبل از اینکه پیوندها شکسته شوند، بنابراین آنافاز یک مجموعه کامل از کروماتیدها را به هر قطب می‌کشد؛ سیتوکینز بین دو مجموعه قرار می‌گیرد تا تقسیم برابر را کامل کند.