Митоз и цитокинез

Митоз — это процесс, при котором дуплицированные хромосомы равномерно распределяются между двумя ядрами, а цитокинез делит цитоплазму, завершая формирование двух дочерних клеток.

Definition

Митоз — это деление дуплицированного ядра на два генетически идентичных ядра; цитокинез — это разделение цитоплазмы, в результате которого образуются две отдельные дочерние клетки.

Scope

Эта тема охватывает стадии митоза от профазы до телофазы, сборку и динамику митотического веретена, прикрепление и движение хромосом, контрольную точку сборки веретена, а также механизмы цитокинеза в животных и растительных клетках.

Core questions

• Что происходит на каждой стадии митоза?
• Как строится митотическое веретено и как оно захватывает хромосомы?
• Как контрольная точка сборки веретена предотвращает неправильное расхождение хромосом?
• Как происходит деление цитоплазмы во время цитокинеза?

Key theories

Динамическая нестабильность микротрубочек

Микротрубочки веретена стохастически переключаются между ростом и быстрым сокращением — динамическое поведение, которое позволяет веретену искать и захватывать хромосомы, а также генерировать силы для их движения.

Mechanisms

После конденсации хромосом в профазе ядерная оболочка разрушается, и биполярное веретено формируется из динамически нестабильных микротрубочек, нуклеированных в центросомах. Кинетохоры на каждой хромосоме захватывают микротрубочки, так что сестринские хроматиды прикрепляются к противоположным полюсам, и хромосомы выстраиваются на метафазной пластинке. Контрольная точка сборки веретена блокирует анафазу до завершения прикрепления; затем когезия расщепляется, и сестринские хроматиды перемещаются к противоположным полюсам. За этим следует цитокинез, при котором сократительное актомиозиновое кольцо перетягивает животные клетки, а в растительных клетках формируется клеточная пластинка.

Clinical relevance

Митоз и цитокинез обеспечивают точное наследование хромосом и лежат в основе роста и обновления тканей, что делает их центральными процессами в клеточной биологии. Представленное здесь описание является дескриптивным и не содержит предписаний.

History

Наблюдения Флемминга в XIX веке дали название и описание митоза; открытие динамической нестабильности микротрубочек Митчисоном и Киршнером в 1984 году объяснило, как веретено собирается и захватывает хромосомы, обосновывая механику деления.

Key figures

• Walther Flemming
• Tim Mitchison
• Marc Kirschner

Seminal works

• mitchison1984
• alberts2014

Frequently asked questions

Что такое митотическое веретено?

Это биполярная структура из микротрубочек, которая прикрепляется к хромосомам и разводит дуплицированные копии к противоположным концам клетки.

Чем цитокинез отличается у животных и растительных клеток?

Животные клетки делятся пополам с помощью сократительного кольца из актина и миозина, в то время как растительные клетки, имеющие жесткие стенки, строят новую клеточную пластинку, которая растет наружу, разделяя дочерние клетки.