세포질이 결과 세포의 세포질 구획의 과정 에서 세포 분열 동안 두 개의 딸 세포. 유사 분열과 감수 분열 모두에서 발생하며 동물 세포에서 흔합니다.
일부 식물과 곰팡이의 경우 세포질 분열이 일어나지 않기 때문에 세포질 분열이 일어나지 않습니다. 세포 재생산의주기는 세포질 분열 과정을 통해 세포질의 분할로 절정에 이릅니다.
전형적인 동물 세포에서는 유사 분열 과정에서 세포질 분열이 발생하지만, 세포질 분열이 일어나지 않고 유사 분열 과정을 통과 할 수있는 파골 세포와 같은 일부 유형의 세포가있을 수 있습니다.
세포질 분열 과정은 anaphase 동안 시작되고 telophase 동안 끝나며 다음 인터페이스가 시작되는 순간에 완전히 발생합니다.
유사 분열의 telophase 및 cytokinesis 단계. 출처 : Wikimedia Commons를 통한 Kelvin Song CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0),
동물 세포에서 세포질 분열의 첫 번째 가시적 변화는 분열 홈이 세포 표면에 나타날 때 분명해집니다. 이 홈은 빠르게 더 뚜렷해지고 중간에서 완전히 분리 될 때까지 세포 주변으로 확장됩니다.
동물 세포와 많은 진핵 세포에서 세포질 분열 과정을 수반하는 구조는 액틴 필라멘트, 미오신 II 필라멘트 및 많은 구조 및 조절 단백질로 구성된 동적 앙상블 인 "수축 고리"로 알려져 있습니다. 그것은 세포의 원형질막 아래에 자리 잡고 수축하여 두 부분으로 나뉩니다.
세포질 분열을 겪는 섬모. 출처 : The Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) via Wikimedia Commons
세포질 분열을 겪는 세포가 직면 한 가장 큰 문제는이 과정이 적절한 시간과 장소에서 발생하도록하는 것입니다. 왜냐하면 세포질 분열은 유사 분열 단계에서 일찍 일어나서는 안되며 염색체의 정확한 분할을 방해 할 수 있기 때문입니다.
유사 분열 방추 및 세포 분열
식물 세포와 동물 세포의 세포질 분열 과정 비교. 출처 : Wikimedia Commons를 통한 Mathilda Brinton CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0),
동물 세포의 유사 분열 방추는 생성 된 염색체를 분리하는 역할을 할뿐만 아니라 수축 고리의 위치를 지정하므로 세포 분열 평면을 지정합니다.
수축 링은 중기 판의 평면에서 변하지 않는 모양을 가지고 있습니다. 정확한 각도에있을 때, 그것은 유사 분열 방추의 축을 따라 실행되어 두 개의 분리 된 염색체 세트 사이에서 분열이 일어나도록합니다.
분열 평면을 지정하는 유사 분열 방추의 부분은 세포 유형에 따라 다를 수 있습니다. 스핀들의 미세 소관과 수축 링의 위치 사이의 관계는 과학자들에 의해 광범위하게 연구되었습니다.
그들은 성장 과정을 방해하지 않고 그루브가 세포에 나타나는 속도를 관찰하기 위해 해양 척추 동물의 수정란을 조작했습니다.
세포질이 명확하면 방 추가 더 쉽게 볼 수있을뿐만 아니라 초기 후기 상태에서 새로운 위치에 위치하는 순간을 실시간으로 볼 수 있습니다.
비대칭 분할
대부분의 세포에서 세포질 분열은 대칭 적으로 발생합니다. 예를 들어, 대부분의 동물에서 수축 고리는 줄기 세포의 적도 선 주위에 형성되어 두 개의 딸 세포가 동일한 크기와 유사한 특성을 갖도록합니다.
이 대칭은 아스트랄 미세 소관과 이들을 한쪽에서 다른쪽으로 끌어 당기는 단백질의 도움으로 세포질에 초점을 맞추는 유사 분열 스핀들의 위치 덕분에 가능합니다.
세포질 분열 과정에는 성공하기 위해 동시에 작동해야하는 많은 변수가 있습니다. 그러나 이러한 변수 중 하나가 변경되면 세포가 비대칭 적으로 분열하여 크기가 다르고 세포질 함량이 다른 두 개의 딸 세포를 생성 할 수 있습니다.
일반적으로 두 딸 세포는 다르게 발달 할 예정입니다. 이것이 가능하려면 줄기 세포가 운명을 결정하는 일부 구성 요소를 세포의 한쪽으로 분비 한 다음 표시된 딸 세포가 분열시 이러한 구성 요소를 상속하도록 분열 평면을 찾아야합니다.
분열을 비대칭으로 배치하려면 분열하려는 세포 내에서 유사 분열 스핀들을 제어 된 방식으로 이동해야합니다.
분명히, 스핀들의 이러한 움직임은 세포 피질의 지역 영역의 변화와 아스트랄 미세 소관의 도움으로 스핀들 극 중 하나를 이동시키는 데 도움이되는 국소 단백질에 의해 구동됩니다.
수축 링
아스트랄 미세 소관이 물리적 반응에서 더 길고 덜 역동적이됨에 따라 수축 고리가 원형질막 아래에 형성되기 시작합니다.
그러나 세포질 분열을 시작하기 전에도 세포질 분열 과정의 초기에 세포질 분열에 대한 준비가 많이 발생합니다.
인터페이스 동안 액틴과 미오신 II 필라멘트가 결합하여 피질 네트워크를 형성하며 일부 세포에서도 스트레스 섬유라고하는 큰 세포질 다발을 생성합니다.
세포가 유사 분열 과정을 시작하면 이러한 배열이 무너지고 액틴의 대부분이 재 배열되고 미오신 II 필라멘트가 방출됩니다.
anaphase 동안 염색체가 분리됨에 따라 myosin II가 빠르게 축적되어 수축 고리를 만듭니다. 일부 세포에서는 유사 분열 방추와 수축 고리의 구성을 조절하기 위해 키나제 계열의 단백질을 사용해야 할 수도 있습니다.
수축 고리가 완전히 무장되면 액틴과 미오신 II 이외의 많은 단백질을 포함합니다. 양극성 액틴과 미오신 II 필라멘트의 중첩 된 매트릭스는 평활근 세포에 의해 수행되는 것과 유사한 과정에서 세포질을 두 부분으로 나누는 데 필요한 힘을 생성합니다.
그러나 수축 고리가 수축하는 방식은 여전히 수수께끼입니다. 분명히 그것은 골격근처럼 액틴과 미오신 II 필라멘트가 서로 위로 움직이는 코드 메커니즘을 대신하여 작동하지 않습니다.
링이 수축 할 때 프로세스 전반에 걸쳐 동일한 강성을 유지합니다. 이것은 링이 닫히면 필라멘트 수가 감소 함을 의미합니다.
딸 세포의 소기관 분포
유사 분열 과정은 각 딸 세포가 동일한 수의 염색체를 받도록해야합니다. 그러나 진핵 세포가 분열 할 때 각 딸 세포는 세포막 내에 둘러싸인 세포 기관을 포함하여 여러 필수 세포 구성 요소를 상속해야합니다.
미토콘드리아 및 엽록체와 같은 세포 소기관은 개별 구성 요소에서 자발적으로 생성 될 수 없으며 기존 소기관의 성장과 분열에서만 발생할 수 있습니다.
유사하게 세포의 일부가 세포막 내에 존재하지 않는 한, 세포는 새로운 소포체를 만들 수 없습니다.
미토콘드리아 및 엽록체와 같은 일부 세포 기관은 두 딸 세포가 성공적으로 유전되도록하기 위해 줄기 세포 내에 다양한 형태로 존재합니다.
세포 인터페이스 기간 동안 소포체는 세포막과 지속적으로 함께하며 세포 골격 미 세관에 의해 구성됩니다.
유사 분열 단계에 들어간 후, 미세 소관의 재조직은 소포체를 방출하며, 이는 핵의 외피가 파손됨에 따라 단편화됩니다. Golgi 장치는 아마도 단편화되어 있지만 일부 세포에서는 그물망을 통해 분포되어 나중에 텔로 기에서 출현 한 것으로 보입니다.
세포질 분열이없는 유사 분열
세포 분열은 일반적으로 세포질의 분열로 이어지지 만 몇 가지 예외가 있습니다. 일부 세포는 세포질이 파괴되지 않고 다양한 세포 분열 과정을 거칩니다.
예를 들어 초파리 배아는 세포질 분열이 일어나기 전에 13 단계의 핵 분열을 거쳐 최대 6,000 개의 핵을 가진 큰 세포가됩니다.
이 배열은 세포가 세포질 분열과 관련된 모든 세포 분열 단계를 거치는 데 오랜 시간이 걸리지 않기 때문에 초기 발달 과정을 가속화하는 데 주로 목적이 있습니다.
이 급속한 핵 분열이 일어난 후, 세포는 세포질 화 (celurization)로 알려진 단일 세포질 분열 과정에서 각 핵 주위에 생성됩니다. 수축 고리가 세포 표면에 형성되고 원형질막이 안쪽으로 확장되어 각 핵을 둘러싸도록 조여집니다.
유사 분열의 비 세포질 분열 과정은 파골 세포, 영양 모세포 및 일부 간세포 및 심장 근육 세포와 같은 일부 유형의 포유류 세포에서도 발생합니다. 예를 들어,이 세포는 일부 균류 나 초파리처럼 다핵 방식으로 성장합니다.
참고 문헌
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). 세포의 분자 생물학. 4 판. 뉴욕 : 갈랜드 사이언스.
- Biology-Online.org. (2017 년 3 월 12 일). 온라인 생물학. Cytokinesis에서 얻음 : bio-online.org.
- Brill, JA, Hime, GR, Scharer-Schuksz, M., & Fuller, &. (2000).
- Education, N. (2014). 자연 교육. cytokinesis에서 검색 : nature.com.
- Guertin, DA, Trautmann, S. 및 McCollum, D. (2002 년 6 월). 진핵 생물의 Cytokinesis에서 검색 : ncbi.nlm.nih.gov.
- Rappaport, R. (1996). 동물 세포의 세포질 분열. 뉴욕 : Cambridge University Press.
- Zimmerman, A. (2012). 유사 분열 / 세포질 분열. 학술 보도.