skanuj0006

Nie ma jednego uniwersalnego mechanizmu ruchu chromosomów przez ich pociąganie w miejscach kinetochorowych. Istnieje obecnie kilka przekonujących teorii takiego mechanizmu: ślizgowa, kieratowa, zamka błyskawicznego i kołnierza ślizgającego. Mechanizm ślizgowy polega na „ślizganiu się” mikrotubul biegunowych względem siebie w sposób podobny do tego, jaki zachodzi w rzęskach lub witkach. Mechanizm kieratowy pole ga na wydłużaniu mikrotubuli przez polimeryzację na jednym jej końcu oraz na jednoczesnej, ale wolniejszej, depolimeryzacji na drugim końcu. Wreszcie mechanizm zamka błyskawicznego polega na kolejnych, bocznych oddziaływaniach (z wytwarzaniem niestabilnych połączeń) mikrotubul kinetochorowych z mi-krotubulami biegunowymi. Koncepcja tzw. kołnierza ślizgającego jest próbą bardziej ogólnego wyjaśnienia ruchu chromatyd przez pociąganie. Według tej koncepcji kinetochor jest rodzajem kołnierza ślizgającego się wobec końców mikrotubul kinetochorowych. Z badań na fibroblastach wiadomo, że w anafazie następuje depolimeryzacja mikrotubul w pobliżu kinetochoru. Przypuszcza się, że depolimeryzujące się końce mikrotubul wytwarzają liczne, przejściowe połączenia z wielu miejscami kinetochoru. W ten sposób kinetochor ślizga się, zużywając ATP, wobec końców skracających się mikrotubul, co powoduje przemieszczanie się chromatyd ku biegunom komórki.

Niektóre substancje, jak np. kolchicyna, winkrystyna czy winblastyna hamują łączenie się dimerów tubuliny, przesuwając tym samym równowagę w kierunku depolimeryzacji. Brak mikrotubul uniemożliwia ruch chromosomów ku biegunom komórki. W wyniku stosowania takich substancji, w populacjach komórek dzielących się, następuje nagromadzenie komórek zatrzymanych w metafazie. Zjawisko takiego hamowania mitoz w metafazie — statmokineza — wykorzystywane jest do synchronizowania komórek w mitozie, do wywoływania poliploidii, do analizy chromosomów mitotycznych, a także do analizy cyklu komórkowego.

Telofaza

Po doprowadzeniu chromosomów do biegunów komórki rozpoczyna się proces dekondensa-cji chromosomów. Poszczególne chromosomy wydłużają się, a ich zwarta struktura ulega stopniowemu rozluźnieniu (rys. 20.3). Jednocześnie przy udziale zdekondensowanej chromatyny chromosomów jąderkotwórczych (por. rozdz. 8) rozpoczyna sięintensywna-synteza rRNA, co jest wstępnym etapem odtworzenia jąderka. W telofazie następuje reorganizacja cytoszkieletu komórki: wrzeciono podziałowe zanika, a co najmniej część jego składników bierze udział w wytworzeniu cytoszkieletu typowego dla komórki interfazowej. Fragmenty otoczki jądrowej powstałe w profazie łączą się i wytwarzają nową otoczkę i blaszkę jądrową. Rekonstrukcja jądra komórkowego w telofazie jest regulowana przez procesy defosforylacji histonów (głównie histonu HI), białek blaszki jądrowej, nukleoliny i cykliny centrosfery. Defosforylacja katalizowana jest przez fosfatazy.

Cytokineza

Cytokineza jest etapem podziału komórki, w którym następuje podział cytoplazmy (rys. 20.3). W wielu rodzajach komórek cytokineza rozpoczyna się pod koniec anafazy lub na początku telofazy powstaniem pierścienia kurczliwego. Pierścień ten jest nagromadzeniem fila-mentów aktynowych i miozynowych pod błoną komórkową, w płaszczyźnie prostopadłej do długiej osi wrzeciona podziałowego, na równiku. Nie jest on niezbędny do przebiegu cytokinezy, gdyż w komórkach niektórych roślin nie ma pierścienia kurczliwego, a cytokineza zachodzi bez zakłóceń. Nagromadzenie składników pierścienia następuje przez reorganizację istniejących w komórce filamentów, a nie przez ich wytwarzanie de novo. Pierścień kurczliwy powstaje w anafazie, a jego obkurczanie się z początkiem telofazy prowadzi do powstania bruzdy podziałowej . Obkurczanie się pierścienia kurczliwego i pogłębianie się bruzdy podziałowej zachodzi prawdopodobnie na zasadzie mechanizmu ślizgowego (aktyna-miozyna) podobnie jak przy skurczu mięśnia. Wskazuje na to hamowanie cytokinezy przez substancje blokujące aktynę (np. cytochalazyna B) lub przez przeciwciała antymiozynowe. Grubość pierścienia kurczliwego nie zmienia się w czasie cytokinezy, co dowodzi, że ilość jego składników ulega stałej redukcji w miarę postępowania cytokinezy. Wrzeciono podziałowe jest niezbędne tylko do inicjowania cytokinezy. Jeśli bowiem przesunie się tę strukturę wewnątrz komórki przy pomocy mikromani-pulacji odpowiednio wcześnie, doprowadza to do zaniku już wykształconej bruzdy podziałowej i wykształcenia nowej odpowiednio do nowego położenia wrzeciona. Jeśli natomiast cytokineza jest zaawansowana, wówczas nawet całkowite usunięcie wrzeciona nie hamuje tego procesu. W wyniku cytokinezy powstają najczęściej dwie komórki potomne o równych objętościach. Niekiedy jednak wskutek obwodowego ułożenia wrzeciona podziałowego powstają potomne komórki o różnych objętościach, np. oocyt i ciałko kierunkowe.

W procesie cytokinezy poza bruzdą podziałową biorą także udział pęcherzyki i zbiorniki siateczki śródplazmatycznej układające się w płaszczyźnie podziału cytoplazmy. Struktury te łączą się ze sobą, pomagając w rozdzieleniu cytoplazmy. Podobne zjawisko może zachodzić również w procesie fragmentacji cytoplazmy megakariocytów prowadząc do wytwarzania płytek krwi. W wyniku cytokinezy powstają dwie komórki, których pole powierzchni jest o co najmniej 25% większe niż odpowiednie pole komórki-matki. Wymaga to dostarczenia w czasie cytokinezy dodatkowej powierzchni błony. Błona ta w większości powstaje ze składników wytworzonych w poprzedzającej mitozę fazie G₂, a po części jest wytwarzana w telofazie.

Hamowanie cytokinezy. Cytochalazyna B hamuje cytokinezę w stężeniach 0,1 |i.g/ml. W komórkach dzielących się mitotycznie w czasie działania cytochalazyny B zachodzi prawidłowa kariokineza, co przy zahamowanej cytokinezie doprowadza do powstania komórki dwujądrowej. W podobny sposób, co najmniej na niektóre komórki, działają estry forbolu.

Czas trwania podziału komórki

Czas trwania podziału (kariokineza + cytokineza) jest różny dla różnych komórek. Mitoza trwa zazwyczaj ok. 1 godziny, chociaż istnieją komórki, których czas mitozy wynosi ok. 30 minut i takie które dzielą się w ciągu 3 godzin. Również czas trwania poszczególnych faz kariokinezy wykazuje dużą zmienność nawet w tej samej populacji komórek. Zazwyczaj metafaza i telofaza trwają dłużej niż profaza, a anafaza trwa najkrócej. Najpewniejszym sposobem pomiaru czasu mitozy jest pomiar bezpośredni, którego dokonać można np. przy pomocy zdjęć kinematograficznych. Znane są także metody pośrednie obliczania czasu mitozy, np. metoda nagromadzania zahamowanych mitoz po zadziałaniu kolchicyną. Czas trwania mitozy (t_M) oblicza się z zależności:

M/Mkol = tM/tkol

gdzie: M — wskaźnik mitoz (%), Mkol — wskaźnik mitoz po zadziałaniu kolchicyny, tkol — czas działania kolchicyny.

Wskaźnik mitoz, czyli odsetek mitoz w populacji komórek interfazowych zależy od liczby komórek znajdujących się w cyklu komórkowym oraz od czasu trwania mitozy. Im czas mitozy jest dłuższy, tym wskaźnik jest większy. Wskaźnik mitotyczny w tkankach odnawiających się,

349