Tabla de Contenidos
Komórki eukariotyczne, czyli te, z których składają się protisty , grzyby, rośliny i zwierzęta, stanowią rusztowanie przypominające szkielet, tzw. cytoszkielet (etymologicznie „szkielet komórkowy”). Ten cytoszkielet utrzymuje kształt i wewnętrzną organizację organelli, umożliwia różne ruchy i pośredniczy w tranzycie struktur i substancji na poziomie wewnątrzkomórkowym. Jednym ze składników cytoszkieletu są mikrotubule., które są rurkowatymi strukturami zbudowanymi z białek zwanych tubulinami alfa i beta. Między innymi mikrotubule uczestniczą w podziale komórek, ułatwiając ruch chromosomów, które z kolei są strukturami złożonymi z kwasu dezoksyrybonukleinowego, cząsteczki przenoszącej materiał genetyczny.
Wiele typów komórek eukariotycznych ma wyspecjalizowany układ mikrotubul zwanych centriolami, które znajdują się w obszarze cytoplazmy w pobliżu otoczki jądrowej zwanej centrosomem. W dzielących się komórkach centriole pojawiają się otoczone grupą krótkich włókien ułożonych w kształt gwiazdy: astry.
Funkcja astry podczas podziału komórki
Przed rozpoczęciem podziału komórki, podczas etapu zwanego interfazą, komórki powielają swój materiał genetyczny, organelle i struktury, takie jak centrosom (wraz z zawartymi w nim centriolami). Pod koniec interfazy zduplikowany centrosom rozdziela się, pozostawiając dwa centrosomy, każdy z parą centrioli.
Po zakończeniu interfazy komórki rozpoczynają podział komórkowy, wchodząc w profazę, etap, podczas którego mikrotubule reorganizują się, tworząc strukturę zwaną wrzecionem mitotycznym. Tworzenie wrzeciona jest poprzedzone pojawieniem się astry: każdy aster migruje do przeciwnych pozycji w komórce, ustanawiając w ten sposób bieguny, z których utworzy się wrzeciono.
Uformowane już wrzeciono mitotyczne składa się z trzech rodzajów włókien: astry, które otaczają centriole i których końce promieniują we wszystkich kierunkach; mikrotubule kinetochorowe, które są przyłączone na jednym końcu do kinetochorów każdego zduplikowanego chromosomu; oraz polarne lub międzybiegunowe mikrotubule, które rosną bez znajdowania kinetochoru, do którego można by się przyczepić.
Pod koniec profazy i na początku kolejnego etapu, metafazy, mikrotubule astry są znacznie liczniejsze i krótsze niż w interfazie i nie nawiązują kontaktu z otaczającą parą centrioli.
W kolejnym etapie, anafazie, wrzeciono wydłuża się pod wpływem działania białek, które tworzą mostki między polarnymi mikrotubulami, ciągnąc je w kierunku bieguna, z którego wyszły. Inne rodzaje białek wiążą mikrotubule astra z błoną lub białkami leżącej pod spodem komórki (tj. jednej z komórek, które pozostaną po rozpadzie pierwotnej dzielącej się komórki); Przyczynia się to do przemieszczenia centrioli i astrów, do wydłużenia komórki i do tego, że bieguny komórek stają się bardziej kuliste przed oddzieleniem komórek potomnych.
Dokładniej, oddzielenie komórek potomnych lub cytokineza jest wytwarzane przez uduszenie cytoplazmy. Tutaj rola mikrotubul wrzecionowych nie jest do końca jasna, biorąc pod uwagę eksperymenty, w których zostały one usunięte po metafazie w komórkach hedgehog, w których cytokineza przebiega normalnie, a aster zanika we wrzecionie. telofaza, stadium po anafazie i przed separacją cytoplazmy.
Pytanie o rolę astry w cytokinezie nie jest jedynym, które czeka na rozwiązanie. Między innymi pozostaje ustalenie mechanizmu, który pozwala, aby promień każdej mikrotubuli asteru nie zmieniał się podczas rozszerzania się, zidentyfikowanie mechanizmu oddzielania się asteru od centrosomu oraz ustalenie, w jaki sposób hamowany jest jego wzrost. Wszystkie te pytania wymagają zbadania nowych mechanizmów molekularnych, biochemicznych i biofizycznych.
Źródła
Alfredo de Jesús Rodríguez-Gómez, Sara Frias-Vázquez. Mitoza i jej regulacja . Meksykańska Ustawa Pediatryczna. 35(1): 55-86, 2014.
Paniagua, R., Nistal, M., Sesma, P., Álvarez-Uría, M., Fraile, B., Anadón, R., Sáez, F. Cellular Biology . 3. edycja. McGraw Hill Inter-American., Madryt, 2007.
TJ Mitchison, M. Wühr, P Nguyen, K. Ishihara, A. Groen i CM Field. Wzrost, interakcja i pozycjonowanie astry mikrotubul w bardzo dużych komórkach embrionalnych kręgowców . Cytoszkielet (Hoboken) . 69(10): 738–750, 2012. doi:10,1002/cm.21050.