Τι είναι η κυτταροκίνηση;

Η κυτταροκίνηση είναι το τελικό στάδιο του κυτταρικού κύκλου, όταν μια νέα γενιά θυγατρικών κυττάρων σχηματίζεται μέσω της διάσπασης του κυτταροπλάσματος και του διαχωρισμού των δύο πανομοιότυπων κυττάρων. Αυτό σηματοδοτεί την έναρξη μιας νέας κυτταρικής γενιάς.

Για να αναπτυχθεί και να επιβιώσει κάθε οργανισμός, χρειάζεται να σχηματιστούν νέα κύτταρα. Ένα ανθρώπινο έμβρυο - ένα μόνο κύτταρο - αναπαράγεται χιλιάδες και χιλιάδες φορές, διαφοροποιώντας και ειδικεύεται στην πορεία, για να φτάσει στην ενήλικη κατάσταση μας, που αντιπροσωπεύεται από περισσότερα από 30 τρισεκατομμύρια κύτταρα στο σώμα! Αυτή η συνεχής διαδικασία κυτταρικής διαίρεσης είναι κοινώς γνωστή ως κυτταρικός κύκλος και το τελικό στάδιο αυτού του κύκλου —στο οποίο το κύτταρο διασπάται στην πραγματικότητα σε δύο θυγατρικά κύτταρα— είναι επίσημα γνωστό ως κυτταροκίνηση.

Τι είναι η Κυτοκίνηση;

Η κυτταροκίνηση είναι το τελικό στάδιο στον κυτταρικό κύκλο, όταν μια νέα γενιά θυγατρικών κυττάρων σχηματίζεται μέσω της διάσπασης του κυτταροπλάσματος και του διαχωρισμού των δύο πανομοιότυπων κυττάρων. Αυτό σηματοδοτεί την έναρξη μιας νέας κυτταρικής γενιάς. Οι περιπλοκές του κυτταρικού κύκλου που προηγούνται της κυτταροκίνησης είναι πέρα ​​από το πεδίο αυτού του άρθρου, αλλά μπορούν να βρεθούν σε άλλα άρθρα σε αυτόν τον ιστότοπο (π.χ., XXXXX). Υπάρχει κάποια επικάλυψη μεταξύ των τελικών σταδίων της πυρηνικής διαίρεσης στη μίτωση και τη μείωση και της έναρξης της κυτταροκίνησης, αλλά γενικά είναι το τελευταίο βήμα πριν αναπτυχθούν πλήρως και διαχωριστούν τα κύτταρα.

(Φωτογραφία :Ali zifan/Wikimedia Commons)

Με απλά λόγια, ένας συσταλτικός δακτύλιος αρχίζει να σχηματίζεται και θα σφίγγει μια ταινία γύρω από τη μέση της κυψέλης, όπως μια τσιμπίδα που τραβιέται γύρω από το άνοιγμα μιας θήκης ή μια ζώνη που σφίγγεται γύρω από μια μεγάλη κοιλιά. Αυτός ο συσταλτικός δακτύλιος θα σχηματιστεί από νημάτια ακτίνης που στενεύουν την ταινία, σχηματίζοντας ένα αυλάκι διάσπασης. Αυτό το αυλάκι τελικά βαθαίνει μέχρι να φτάσει σε ένα μόνο σημείο. Σε αυτό το σημείο οι κυτταρικές μεμβράνες διαχωρίζονται και απορρίπτονται μαζί, κλείνοντας τα δύο μεμονωμένα κύτταρα. Αυτή είναι η μάλλον απλή περιγραφή μιας πιο περίπλοκης διαδικασίας που θα εξηγηθεί στα παρακάτω στάδια.

Στάδια κυτταροκίνησης

Υπάρχουν τέσσερα κύρια στάδια στη διαδικασία της κυτταροκίνησης, καθένα από τα οποία πρέπει να χρονομετρηθεί τέλεια και να εκτελεστεί μόλις έχουν ήδη συμβεί άλλα στάδια και διαδικασίες κυτταρικής διαίρεσης. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ορισμένα από τα τελικά βήματα της πυρηνικής διαίρεσης μπορεί να επικαλύπτονται με την έναρξη της κυτταροκίνησης, επομένως υπάρχουν βασικοί δείκτες και σήματα στο κύτταρο που διασφαλίζουν ότι αυτά τα βήματα πραγματοποιούνται με τη σωστή σειρά και τη σωστή στιγμή.

Στάδιο 1 – Αυτό το πρώτο βήμα επικεντρώνεται στον καθορισμό της θέσης του αυλακιού διάσπασης—δηλαδή, όπου τα νήματα ακτίνης θα αρχίσουν να σφίγγουν τη «θηλιά» γύρω από το κύτταρο. Η δομή που είναι υπεύθυνη για τον καθορισμό αυτής της περιοχής είναι η άτρακτος, η ίδια δομή που διασφαλίζει ότι τα χρωμοσώματα κατανέμονται ομοιόμορφα μεταξύ των δύο πυρήνων. Η άτρακτος λειτουργεί ως ένα είδος υποδομής μέσα στο κύτταρο και συνδέεται με τους πυρήνες και τη πλασματική μεμβράνη. Η άτρακτος διαθέτει επίσης μικρές δομές που ονομάζονται αστρικοί μικροσωληνίσκοι που επικοινωνούν με την κυτταρική μεμβράνη και καθοδηγούν την ευθυγράμμιση των νημάτων ακτίνης κατά μήκος του μελλοντικού αυλακιού διάσπασης.

Στάδιο 2 – Μόλις καθοριστεί η περιοχή για το αυλάκι διάσπασης, είναι καιρός να συγκεντρωθούν τα νήματα ακτίνης. Υπάρχει επίσης ένας αριθμός διαφορετικών πρωτεϊνών, όπως η μυοσίνη, που θα έλκονται στην ίδια περιοχή, γεγονός που διευκολύνει το τράβηγμα των νημάτων ακτίνης, καθώς αρχίζει να σχηματίζεται ο συσταλτικός δακτύλιος.

Στάδιο 3 – Η πρωτεΐνη που αναφέρθηκε παραπάνω, η μυοσίνη, ονομάζεται επίσης μοριακός κινητήρας, καθώς είναι πρωτεΐνη κινητήρα. Ενώ η πρωτεΐνη είναι κρίσιμη για την κίνηση των μυών στο σώμα, στο πλαίσιο των μεμονωμένων κυττάρων, με τη βοήθεια του ATP, είναι σε θέση να συστέλλει τον συσταλτικό δακτύλιο, βαθαίνει το αυλάκι διάσπασης, με αποτέλεσμα το κύτταρο να στενεύει στη μέση ως δύο κόρες σχηματίζονται κύτταρα. Η μυοσίνη αναγκάζει τους κλώνους της ακτίνης να κινούνται ο ένας εναντίον του άλλου, σαν να κάμπτεται ένας μυς, και επίσης αφήνει ορισμένα τμήματα, γνωστά ως υπομονάδες, που επιτρέπουν στον συσταλτικό δακτύλιο να συρρικνώνεται και στο αυλάκι διάσπασης να τσιμπάει.

(Φωτογραφία:Kelvinsong/Wikimedia Commons)

Στάδιο 4 – Το τελευταίο βήμα σε αυτή τη διαδικασία είναι το πραγματικό σπάσιμο της κυτταρικής μεμβράνης μόλις φτάσει στο μικρότερο σημείο της. Η μεμβράνη απορρίπτεται γρήγορα στο σπασμένο σημείο, αφήνοντας δύο ανεξάρτητα και πανομοιότυπα θυγατρικά κύτταρα, καθένα από τα οποία μπορεί να λειτουργήσει αυτόνομα.

Κυτταροκίνηση ζώων έναντι κυτταροκίνησης φυτών

Αυτή η βασική διαδικασία είναι ελαφρώς διαφορετική μεταξύ φυτικών και ζωικών κυττάρων και τα στάδια που περιγράφονται παραπάνω σχετίζονται κυρίως με την κυτταροκίνηση σε ζωικά κύτταρα. Στα φυτικά κύτταρα, ωστόσο, το άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα (δεν υπάρχει στα ζωικά κύτταρα) απαιτεί διαφορετική μορφή κυτταροκίνησης. Το αυλάκι διάσπασης που αναφέρθηκε παραπάνω δεν θα σχηματιστεί, καθώς το κελί δεν μπορεί να «τσιμπηθεί» τόσο εύκολα. Αντίθετα, μια κυτταρική πλάκα αρχίζει να σχηματίζεται στο κέντρο του κυττάρου μόλις οι πυρήνες αντιγραφούν και διαιρεθούν. Αυτή η κυτταρική πλάκα θα πυκνώσει σταδιακά για να σχηματίσει ένα νέο κυτταρικό τοίχωμα που διαιρεί τα θυγατρικά κύτταρα.

Εκτός από αυτή τη διαφορά στο τελικό στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης, τα φυτικά κύτταρα και τα ζωικά κύτταρα ακολουθούν το ίδιο μοτίβο μιτωτικής διαίρεσης.

Γιατί είναι τόσο σημαντική η κυτταροκίνηση;

Η σημασία της κυτταροκίνησης θα πρέπει να είναι προφανής μέχρι τώρα, καθώς είναι το τελευταίο βήμα στην αντιγραφή τόσο των ζωικών όσο και των φυτικών κυττάρων. Χωρίς αυτό το βασικό βήμα - και την ακριβή εκτέλεσή του - οι οργανισμοί δεν θα μπορούσαν να αυξηθούν σε μέγεθος και πολυπλοκότητα. Χωρίς κυτταρική διαίρεση και κυτταροκίνηση, η ζωή όπως την ξέρουμε θα ήταν αδύνατη. Χωρίς τις δισεκατομμύρια κυτταρικές διαιρέσεις που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ζωής μας, δεν θα ήμασταν τα ατελείωτα πολύπλοκα και μακρόβια όντα που είμαστε!