Mitose og cytokinesis er to forskjellige prosesser som forekommer i celle divisjon syklus. Begrepet mitose refererer til kjernefysiske trinn, profase, prometafase, metafase, anafase og telofase av cellesyklusen. Nukleær divisjon i mitose er kjent som karyokinesis. Imidlertid refererer termen cytokinesis til den cytoplasmatiske delingen som følger mitosen. Mitose er mer eller mindre like i alle eukaryote organismer, inkludert dyr og høyere planter. Men, cytokinesi er strengt avhengig av celletype, dyr eller plante. Dette kan identifiseres som hovedforskjell mellom mitose og cytokinesis. Under karyokinesis gjennomgår celler en rekke trinn for å dele de dupliserte kromosomer i to like sett. På den annen side gjennomgår celler under en cytokinesis en serie prosesser for å dele cellens innhold i to like halvdeler.
Mitose består av fem etapper, profase, prometafase, metafase, anafase og telofase.
Hvert kromosom i en profasecelle består av to søsterkromatider festet til en sentromere. I dette stadiet blir kromosomer mer kondensert og kan ses under et lysmikroskop. På dette stadiet danner mitotisk spindel som består av mikrotubuli og andre proteiner mellom de to par centriolene mens de går til motstående poler av cellen. Denne strukturen kan imidlertid ikke ses i noen planteceller.
Prometafase starter med degenerasjon av nukleær membran. Noen spindelfibre fester seg til kromosomernes sentromereområder. Mikrotubuli festes til begge sider av søsterkromatidene, til kinetokorer. Deretter festes den andre enden av disse mikrotubuli til sentrosomet til de motsatte polene.
I denne fasen er kromosomer arrangert langs senteret av cellen, metafaseplate som en enkeltlinje.
Etter metafaseforbindelsen mellom søster, brytes kromatider ned, og kromatider beveger seg i motsatt retning fra hverandre, dvs. mot sentrosomer. Molekylmotoriske proteiner demonterer tubulinmolekyler i spindelen og genererer kraft slik at kromosomer trekkes mot de motsatte polene fra hverandre.
Når kromatider er flyttet til spindelpolene, refereres kromatidene som kromosomer. I løpet av dette stadiet omdannes kjernemembranen rundt hvert sett med kromosomer og produserer to forskjellige kjerner i cellen. Kromosomer begynner også å slappe av; derfor forsvinner kondensasjonen. Vanligvis følger telofase cytokinesen.
Cytokinesis er prosessen med deling av cytoplasma ved slutten av celledivisjonssyklusen; enten mitose eller meiosis. Cytokinesis starter i tidlige stadier av mitose, anafase og ender i telofase. Det er spesielle egenskaper ved cytokinesi, avhengig av celletype, prokaryoter og dyr eller plante.
Bakterieceller deler seg ved en prosess kalt binær fisjon. Det sirkulære DNA-molekylet replikerer, vanligvis ved den ene enden av cellen og translokateres til motsatt ende. Cellmembranbestanddeler (invaginering) for å danne nye celler. Endelig deponeres nye cellematerialer på nye celler for å danne cellevegger.
Cytokinesis hos dyr eller mange unicellulære eukaryoter kan deles inn i fire stadier; initiering, sammentrekning, innføring av membran og ferdigstillelse. La oss vurdere dem i detalj.
Cytokineser av dyreceller er preget av dannelsen av en spaltningsfure på celleoverflaten. Strukturen som er ansvarlig for spaltningen kalles kontraktile ring. Kontraktilingen består av aktinfilamenter, myosin II-filamenter og mange strukturelle og regulatoriske proteiner. Mitotiske spindelfibre bestemmer plasseringen av kontraktilringen, dvs. cellegiftplanet.
De kontraktile ringkomponentene akkumuleres like under plasmamembranen, og kontrakten trekker sammen cellen i to.
Mens sammentrekning finner sted, dannes den nye membranen ved siden av kontraktilringen ved sammensmeltning av intracellulære vesikler.
Cytokinesis avsluttes når morcellen deler seg i to datterceller gjennom sammensmeltingen av kontraktile ringen og dannelsen av ny membran for å fylle gapet til ny cytoplasma.
Plantecellecytokinese er signifikant forskjellig fra dyrcellens skyld på grunn av tilstedeværelsen av en halvstiv cellevegg (bestå av cellulose, hemicellulose, pektin, etc.). Derfor er separasjon ved dannelse av kontraktilring ikke mulig i planteceller. Planteceller produserer en struktur kalt celleplate, en ny cellevegg fra innsiden til utsiden av cellen.
En struktur kjent som preprophase-bånd, bestemmer en actinfilamentring dannet under G2-fasen i utgangspunktet celleplattens posisjon og retning. Cellplattformasjonen starter i anafase og styres av en struktur kalt phragmoplast, samling av mikrotubuli av den mitotiske spindelen i sentrum av cellen. Små vesikler som inneholder polysakkarider og glykoproteiner som er nødvendige for den nye celleveggdannelsen transporteres gjennom mikrotubuli til phragmoplast. Disse vesiklene smelter til å danne skivelignende flate legemer. Denne tidlige celleplaten vokser ved sammensmelting av vesikler til den når den opprinnelige celleveggen som danner to celler skilt fra cellemembranen og midtre lamell. Til slutt akkumuleres cellulose-mikrofibriller i matriksen av celleplaten for å danne den primære cellevegg.
Mitose kan oppstå uten cytokinesi. Noen celler gjennomgår flere runder av nukleare divisjoner uten cytokinesi
Drosophila-embryo - første 13 runder kjernefysisk divisjon uten cytokinesis resulterende i en celle med 6000 kjerner. Deretter foregår cellularisering, dannelse av cellemembran rundt hver kjerne
Mammalceller - Osteoklaster (type beinceller), trofoblaster (former ytre lag av blastocytter), hepatocytter (leverceller) og hjerte muskelceller
De fleste tidceller deler seg symmetrisk for å dele nesten like store mengder celleinnhold. Imidlertid deler de i noen tilfeller asymmetrisk, varierer i størrelse og cytoplasmatisk innhold.
Dannelse av egget i eggstokkene - egg eller eggcelle tar opp mesteparten av cytoplasma mens de gir lite innhold til polare kropper.
mitose prosessen er mer eller mindre den samme for eukaryotiske celler.
cytokinese prosessen varierer i henhold til celletypen. dvs. plante eller dyr.
mitose produserer to kjerner.
cytokinese produserer to celler som er vedlagt to kjerner.
mitose inkluderer bare karyokinesen.
cytokinese inkluderer cytoplasm divisjon etter karyokinesis.
mitose forekommer før cytokinesis.
cytokinese oppstår etter mykose.
mitose bare skill det genetiske materialet.
cytokinese separate celleorganeller og cytoplasma.
Under mitose, to like sett med kromosomer separeres i to celler.
Under cytokinese, Organell separasjon er ikke akkurat like. I noen tilfeller er cellestørrelsen også forskjellig.
referanser
Alberts B, Johnson A, Lewis J et al. Molekylærbiologi av cellen. 4. utgave. New York: Garland Science; 2002. Cytokinesis. Tilgjengelig fra: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26831/
Cytokinesis fra http://www.gordon.edu/download/pages/Cytokinesis-Salem2003.pdf
Bilde Courtesy:
"Mitosis diagram" av Marek Kultys - Eget arbeid. (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
"Cytokinesis eukaryotic mitosis" av LadyofHats (Public Domain) via Wikimedia Commons