Włókna wrzeciona

Jest to mikrograf fluorescencyjny komórki podczas metafazy mitozy. Podczas metafazy chromosomy (zielone) ustawiają się wzdłuż środka komórki, a włókna wrzeciona (fioletowe) rosną od biegunów do centromerów (żółte) w środku każdego chromosomu.

DR PAUL ANDREWS, UNIWERSYTET W DUNDEE/Naukowa biblioteka zdjęć/Getty Images

Włókna wrzeciona są skupiskami mikrotubule ten ruch chromosomy podczas podziału komórek. Mikrotubule to włókna białkowe przypominające puste w środku pręty. Włókna wrzeciona znajdują się w komórki eukariotyczne i są składnikiem cytoszkielet jak również rzęski i wici .

Włókna wrzeciona są częścią aparatu wrzeciona, który porusza chromosomy podczas mitoza oraz mejoza aby zapewnić równomierny rozkład chromosomów między komórki potomne . Aparat wrzeciona komórki składa się z włókien wrzeciona, białek motorycznych, chromosomów i, w niektórych komórkach zwierzęcych, układów mikrotubul zwanych astry . Włókna wrzecionowe są wytwarzane w centrosomie z cylindrycznych mikrotubul zwanych centriole .

Włókna wrzeciona i ruch chromosomów

Włókno wrzeciona i ruch komórek występują, gdy mikrotubule i białka motoryczne wchodzą w interakcję. Białka motoryczne, które są zasilane przez ATP, to wyspecjalizowane białka, które aktywnie poruszają mikrotubulami. Białka motoryczne, takie jak dyneiny i kinezyny, poruszają się wzdłuż mikrotubul, których włókna wydłużają się lub skracają. Demontaż i ponowne składanie mikrotubul wytwarza ruch potrzebny do zajścia ruchu chromosomów i podziału komórek.

Ruch włókien wrzeciona chromosomy podczas podziału komórki poprzez przyczepienie się do ramion chromosomów i centromery . Centromer to specyficzny region chromosomu, w którym połączone są duplikaty. Identyczne, połączone kopie pojedynczego chromosomu są znane jako chromatydy siostrzane . Centromer też jest tam, gdzie białko kompleksy zwane kinetochory są znalezione.

Kinetochory generują włókna, które przyczepiają siostrzane chromatydy do włókien wrzeciona. Włókna kinetochorowe i włókna polarne wrzeciona współpracują ze sobą, aby rozdzielić chromosomy podczas mitozy i mejozy. Włókna wrzeciona, które nie stykają się z chromosomami podczas podziału komórki, rozciągają się od jednego bieguna komórki do drugiego. Włókna te zachodzą na siebie i odpychają od siebie bieguny komórek, przygotowując się do cytokinezy.

Włókna wrzecionowe w mitozy

Włókna wrzecionowe są bardzo aktywne podczas mitozy. Migrują w całej komórce i kierują chromosomy tam, gdzie muszą. Włókna wrzecionowe działają podobnie w mejozie, gdzie zamiast dwóch powstają cztery komórki potomne, poprzez rozrywanie homologicznych chromosomów po ich zduplikowaniu w celu przygotowania do podziału.

Profaza: Włókna wrzeciona tworzą się na przeciwległych biegunach komórki. W komórkach zwierzęcych wrzeciono mitotyczne pojawia się jako astry otaczające każdą parę centrioli. Komórka wydłuża się, gdy włókna wrzeciona rozciągają się z każdego bieguna. Chromatydy siostrzane przyczepiają się do włókien wrzeciona w swoich kinetochorach.

Metafaza: Włókna wrzecionowe zwane włóknami polarnymi rozciągają się od biegunów komórki w kierunku środka komórki, znanego jako płyta metafazowa. Chromosomy są utrzymywane na płytce metafazowej dzięki sile włókien wrzeciona popychających ich centromery.

Anafaza: Włókna wrzeciona skracają i ciągną siostrzane chromatydy w kierunku biegunów wrzeciona. Oddzielone chromatydy siostrzane poruszają się w kierunku przeciwnych biegunów komórek. Włókna wrzeciona niepołączone z chromatydami wydłużają i wydłużają komórkę, aby zrobić miejsce na oddzielenie komórki.

Telofaza: Włókna wrzeciona rozpraszają się, gdy chromosomy są rozdzielane i mieszczą się w dwóch nowych jądrach.

Cytokineza: Tworzą się dwie komórki potomne, każda z odpowiednią liczbą chromosomów, ponieważ zapewniały to włókna wrzeciona. Cytoplazma dzieli się, a odrębne komórki potomne całkowicie się rozdzielają.