Jak powstaje wrzeciono kariokinetyczne i jak działa?
Celem każdego podziału komórki jest precyzyjne rozdanie materiału genetycznego do komórek potomnych. Nie byłoby to możliwe bez jednego z narzędzi tworzonych w tym procesie, jakim jest wrzeciono kariokinetyczne. Dotyczy to każdego eukariotycznego organizmu.
Mamy nadzieję, że po przeczytaniu tego tekstu będziesz w stanie określić jego poszczególne elementy, sposób powstawania oraz rolę w rozdzielaniu chromosomów. Przenieśmy się na początek tej historii, jeszcze przed podziałem, do interfazy…
Z czego się składa?
Wrzeciono podziałowe jest zbudowane z białek motorycznych i mikrotubul. Podczas interfazy te ostatnie są częścią cytoszkieletu – odpowiadają za stabilizację układu organelli w cytoplazmie oraz transport substancji wewnątrz komórki. To rurkowate, sztywne, białkowe struktury. Są puste w środku. Mikrotubule zbudowane są z dwóch podjednostek: globularnych białek alfa (α) i beta (β) tubuliny. Łączą się one za pomocą wiązania kowalencyjnego spolaryzowanego, toteż mikrotubule mają koniec dodatni (z β-tubuliną) i ujemny (z α-tubuliną).
Jak działa wrzeciono kariokinetyczne?
Gdy nadchodzi faza M cyklu komórkowego, zostają one zdemontowane i tworzą nasze wrzeciono. W komórce zwierzęcej za ich organizację i przebudowę odpowiada centrosom, struktura znajdująca się mniej więcej w centrum komórki. Składa się z pary centrioli. Co to takiego? Każda z nich to kompleks 9 tripletów mikrotubul (9×3). Odgrywają też one w rolę w budowaniu ciałek podstawowych wici i rzęsek.
Tuż przed podziałem centrosom jest powielany, podobnie jak replikowane jest DNA. Powstałe dwa centrosomy przemieszczają się do przeciwległych biegunów komórki. Tam natychmiast rozpoczyna się proces formowania wrzeciona kariokinetycznego. W wyznaczonych miejscach nukleacji znajdują się cząsteczki gamma (γ) tubuliny, które dają początek mikrotubulom. Ich koniec ujemny jest przyczepiony do centrosomu, a dodatni wydłuża się w kierunku chromosomu. W metafazie wrzeciono jest już gotowe do pracy.
Jak chromosomy są rozdzielane przez wrzeciono?
U zwierząt mikrotubule rozchodzą się promieniście ku centrum komórki. Natomiast u większości roślin nasiennych nie występują centriole, więc nie tworzą one gwiaździstego układu, lecz wpierw skupiają się wokół jądra, po czym ustawiają się równolegle na torach.
Wyróżniamy 3 klasy mikrotubul we wrzecionie podziałowym. Mikrotubule kinetochorowe łączą się z kinetochorem na centromerze (przewężeniu) chromosomu, i to właśnie one transportują chromosomy w przeciwnych kierunkach. Dzieje się tak dzięki depolimeryzacji końca mikrotubuli, co równa się jej skróceniu i przesuwaniu ku biegunowi komórki.
Rodzaje mikrotubul wrzeciona
Istnieją jeszcze mikrotubule astralne, które biorą udział w orientacji wrzeciona w przestrzeni i wysyłaniu sygnału inicjującego cytokinezę. Ostatnia, najliczniejsza grupa to mikrotubule biegunowe. Są ważne w cytokinezie i prawdopodobnie stabilizują płytkę metafazową, czyli linię, na której ustawiają się chromosomy.
Podsumowując: wrzeciono kariokinetyczne to struktura powstająca podczas podziału komórki, zbudowana z mikrotubul. Odpowiada między innymi za rozdział i transport chromosomów do przeciwległych biegunów oraz cytokinezę.
