Zytokinese ist der Prozess der eukaryotischen Zellteilung. Die Zytokinese war eines der ersten Zellzyklusereignisse, das mit einfachen zellbiologischen Techniken beobachtet wurde, jedoch wurde die molekulare Charakterisierung der Zytokinese durch eine besondere Resistenz gegenüber biochemischen in vitro-Ansätzen verlangsamt. Während das Ergebnis der Zytokinese in allen sich teilenden Zellen gleich ist, variiert der Teilungsmechanismus in den verschiedenen großen eukaryotischen Reichen. Zum Beispiel verwenden Hefe und Tiere einen kontraktilen Ring, der in die Mitte der Zelle eindringt, um sie zu teilen, während die Zellen eine neue Zellwand nach außen zum Kortex hin aufbauen. Wie Sie vielleicht erwarten, gibt es einige Ähnlichkeiten in den Molekülen, die an der Zytokinese in einzelligen und tierischen Zellen beteiligt sind, aber auf den ersten Blick scheint die Zytokinese in pflanzlichen und tierischen Zellen ziemlich unterschiedlich zu sein. In den letzten Jahren hat sich jedoch herausgestellt, dass die grundlegenden Prozesse in Pflanzen-, Protozoen- und Tierzellen genau gleich sind.
EinzigartigZytokinese ist Mitose, die in mehrere Stadien unterteilt ist: Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Nachfolgend sind die Merkmale jeder Phase der Zytokinese aufgeführt.
Prophase
Die Prophase ist durch schnelle biochemische Veränderungen gekennzeichnet, wodurch die Zelle in einen Zustand eintritt, nach dem die Teilung direkt beginnt. Während der Prophase bauen sich Chromosomen im Zentrum der Zelle zusammen und duplizieren sich dann, wodurch das genetische Material für beide neu gebildeten Tochterzellen bereitgestellt wird. Normalerweise sind sie unter einem Mikroskop nicht sichtbar, aber in diesem Moment werden sie unter einem optischen Mikroskop deutlich sichtbar. Auch zu diesem Zeitpunkt verschwindet der Nukleolus. In der Mitte der Prophase hört die Transkriptionsaktivität vollständig auf. Die strukturellen Merkmale von Zellen sind so, dass sich die Zytokinese in den frühen Stadien der Zytokinese in Zellen mit großen Chromosomen verlangsamt und sich über mehrere Stunden ausdehnen kann, während sie in den Zellen von Lebewesen mit kleinen Chromosomen (z. B. Säugetieren) etwa 15 Minuten dauert. Nach dieser Zeit beginnt die Körperteilung der eukaryotischen Zelle.
Metaphase
Die Metaphase der Zytokinese ist das Stadium der Zellteilung, in dem die Chromosomen in die Äquatorialebene der Zelle austreten. Mikrotubuli in dieser Phase werden besonders aktiv aktualisiert. Die Chromosomen in der Zelle sind so angeordnet, dass sich die zuvor erwähnten Mikrotubuli bequem daran anlagern können. Schwesterchromatiden trennen sich, trennen sich aber nicht, gestoppt durch Zentromere. Aufgrund der strukturellen Merkmale der Zelle kann die Metaphase abgeschlossen werdenerst nachdem der Anaphase-Stimulationskomplex ein Signal an die Zelle sendet. Wenn die Spindel zerstört wird, können sich die Chromosomen daher nicht in die Anaphase bewegen, bis die schädliche Wirkung vollständig beseitigt ist. Diese Forschungsmethode wird oft von Genetikern verwendet, um Zellen zu schaffen, die sich stundenlang in der Metaphase befinden, die dann für die Forschung verwendet werden. Die molekularen Mechanismen dieser Aktion bleiben immer noch ein Rätsel, aber im Moment arbeiten Wissenschaftler erfolgreich daran, ihre Geheimnisse zu lüften.
Anaphase
Auf die Metaphase folgt die Anaphase. Für die Zytokinese ist dies sowohl das wichtigste als auch das kürzeste Stadium, in dem Schwesterchromatiden zu den Rändern der Zelle divergieren und Tochterchromosomen bilden. Obwohl die Anaphase die kürzeste Phase ist, wird sie in viele Phasen unterteilt. Diese Stadien werden durch den zuvor erwähnten Anaphase-Stimulationskomplex gesteuert. Während der Anaphase trennen sich die Chromosomen in zwei neue Zellen. Die Chromatiden jedes Chromosoms verteilen sich auf gegenüberliegende Seiten der Zellen und bilden zwei neue Tochterzellen. Jede Seite der Zelle beginnt, einen vollständigen Chromosomensatz zu haben. Anaphase ist wichtig, weil sie der DNA hilft, sich in zwei Teile zu teilen und zu beiden Seiten der Zelle zu gelangen. Es sorgt dafür, dass das nächste Gen seine Funktion erfüllen kann. Wenn dies nicht der Fall ist, gibt es für den nächsten Prozess keine zwei verschiedenen DNAs
Telophase
Telophase ist der letzte Teil der Zellteilung. Sein Name kommt vom lateinischen Wort telos,was das Ende bedeutet. In diesem Stadium erreichen Schwesterchromatiden entgegengesetzte Pole. Die kleinen Kernvesikel in der Zelle beginnen, sich um die Chromosomengruppe an jedem Ende neu anzuordnen. Da sich die Kernhülle durch Bindung an Chromosomen reformiert, werden zwei Kerne in einer Zelle erzeugt. Die Telophase ist auch durch die Auflösung der Kinetochor-Mikrotubuli und die fortgesetzte Verlängerung der polaren Mikrotubuli gekennzeichnet. Wenn sich die Kernmembranen umwandeln, beginnen sich die Chromosomen zu zersetzen und werden stärker verstreut. Nachdem alle Prozesse abgeschlossen sind, beginnen die beiden neuen Zellen zu funktionieren, als wäre nichts passiert.
Wie wir gesehen haben, ist die Zytokinese ein komplexer, aber gleichzeitig verständlicher und faszinierender Vorgang. Wissenschaftler untersuchen immer noch die strukturellen Merkmale der Zelle.
