KARYOKINEZE: FÁZE A JEJICH VLASTNOSTI - BIOLOGIE - 2025

Cariocinesis je termín používaný k označení procesu dělení jádra. Mitóza zahrnuje buněčné dělení a v tomto jevu se rozlišují dvě fáze: karyokinéza a cytokinéza - dělení cytoplazmy.

Základní strukturou, která tento proces provádí, a je považována za jeho „mechanické činidlo“, je mitotické vřeteno. Je tvořena mikrotubuly a řadou asociovaných proteinů, které ji dělí na dva póly, kde jsou umístěny centrosomy.

Zdroj: Lordjuppiter, z Wikimedia Commons

Každý centrosom je považován za nebuněčně ohraničenou buněčnou organelu a skládá se ze dvou střediklů a okolní látky, známé jako pericentrioulární materiál. Zvláštní charakteristikou rostlin je absence centrálních rostlin.

Existuje řada léků, které jsou schopny zkrátit karyokinézu. Mezi nimi jsou kolchicin a nocodazol.

Fáze karyokineze

Termín karyokinesis pochází z řeckých kořenů cario, což znamená jádro, a kinesis, které se překládá jako pohyb. Tento jev se tedy týká rozdělení buněčného jádra, tj. První fáze mitózy. V některých knihách se slovo karyokineze používá synonymně s mitózou.

Obecně karyokinéza zahrnuje stejné rozdělení genetického materiálu do dvou dceřiných buněk, které je výsledkem mitotického procesu. Později je cytoplazma také distribuována do dceřiných buněk v případě cytokinézy.

Fáze buněčného cyklu

V životě buňky lze rozlišit několik fází. První je M fáze (M mitózy), kde byl genetický materiál chromozomů duplikován a jsou odděleny. V tomto kroku dochází k karyokineze.

To je pak následuje G ₁ fáze, nebo mezera fáze, kde buňka roste a dělá rozhodnutí zahájit syntézu DNA. Dále přichází fáze S nebo fáze syntézy, kde dochází k duplikaci DNA.

Tato fáze zahrnuje otevření šroubovice a polymeraci nového vlákna. V G ₂ fáze, je přesnost, s níž se DNA replikuje se ověří.

Tam je další fáze, G ₀, které mohou být alternativou pro některé buňky po fázi M - a nikoli G ₁ fáze. V této fázi se nachází mnoho buněk těla, které plní své funkce. Fáze mitózy, která zahrnuje rozdělení jádra, bude podrobněji popsána níže.

Prorok

Mitóza začíná profází. V této fázi dochází ke kondenzaci genetického materiálu a lze pozorovat velmi dobře definované chromozomy - protože chromatinová vlákna jsou pevně vinutá.

Kromě toho zmizí jádra, oblasti jádra, které nejsou ohraničeny membránou.

Prometafáza

V prometafáze dochází k fragmentaci jaderného obalu a díky nim mohou mikrotubuly pronikat do jaderné oblasti. Začnou vytvářet interakce s chromozomy, které jsou v této fázi již velmi kondenzovány.

Každý chromatid chromozomu je spojen s kinetochore (struktura vřetena a jeho součástí bude podrobněji popsána později). Mikrotubuly, které nejsou součástí kinetochoru, interagují s opačnými póly vřetena.

Metafáza

Metafáza trvá téměř čtvrt hodiny a je považována za nejdelší fázi cyklu. Zde jsou centrosomy umístěny na opačných stranách buňky. Každý chromozom je připojen k mikrotubulům, které vyzařují z opačných konců.

Anaphase

Na rozdíl od metafázy je anafáza nejkratší fází mitózy. Začíná se separací sesterských chromatidů v náhlé události. Každý chromatid se tak stává úplným chromozomem. Prodloužení buňky začíná.

Když anafáza končí, je na každém pólu buňky identická sada chromozomů.

Telophase

V telophase začíná formování dvou dceřiných jader a začíná se tvořit jaderná obálka. Chromozomy pak začnou zvracet kondenzaci a stanou se stále laxnější. Tím končí rozdělení jader.

Mitotické vřeteno

Mitotické vřeteno je buněčná struktura, která obecně umožňuje karyokinézu a mitózové příhody. Tím se začíná proces tvorby v cytoplazmatické oblasti během profázové fáze.

Struktura

Strukturálně je složena z mikrotubulárních vláken a dalších proteinů s nimi spojených. Předpokládá se, že v době montáže mitotického vřetena se mikrotubuly, které jsou součástí cytoskeletu, rozebírají - pamatujte, že cytoskelet je vysoce dynamická struktura - a poskytují surovinu pro prodloužení vřetena.

Výcvik

Tvorba vřetena začíná u centrosomu. Tato organela je tvořena dvěma centioly a pericentrioulární maticí.

Centrosom funguje v průběhu buněčného cyklu jako organizátor buněčných mikrotubulů. Ve skutečnosti je v literatuře známo jako středisko pro organizování mikrotubulů.

Na rozhraní, jediný centrosom, který buňka podstoupila replikaci, získal pár jako finální produkt. Tito zůstanou blízko u sebe, blízko jádra, dokud se neoddělí v profázi a metafáze, jak z nich rostou mikrotubuly.

Na konci prometafázy jsou dva centrosomy umístěny na opačných koncích buňky. Aster, struktura s radiálním rozložením malých mikrotubulů, sahá od každého centrosomu. Vřeteno je tedy tvořeno centrosomy, mikrotubuly a astry.

Funkce

V chromozomech existuje struktura zvaná kinetochore. Toto je tvořeno bílkovinami a jsou spojeny se specifickými oblastmi genetického materiálu v centromere.

Během prometafázy některé mikrotubuly vřetena ulpívají na kinetochorech, takže chromozom se začíná pohybovat směrem k pólu, ze kterého mikrotubuly vycházejí.

Každý chromozom podstupuje pohyby vpřed a vzad, dokud se nedokáže usadit ve střední oblasti buňky.

V metafáze jsou centromery každého z duplikovaných chromozomů umístěny v rovině mezi oběma póly mitotického vřetena. Tato rovina se nazývá metafázová destička buňky.

Mikrotubuly, které nejsou součástí kinetochoru, jsou zodpovědné za podporu procesu buněčného dělení v anafáze.

Reference

1. Campbell, NA, Reece, JB, Urry, L., Kain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV a Jackson, RB (2017). Biologie. Pearson Education UK.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Pozvánka k biologii. Panamerican Medical Ed.
3. Darnell, JE, Lodish, HF, a Baltimore, D. (1990). Molekulární buněčná biologie (svazek 2). New York: Scientific American Books.
4. Gilbert, SF (2005). Vývojová biologie. Panamerican Medical Ed.
5. Guyton, A., and Hall, J. (2006). Učebnice lékařské fyziologie, 11. ročník.
6. Hall, JE (2017). Guyton E Hall, pojednání o lékařské fyziologii. Elsevier Brazílie.
7. Welsch, U. a Sobotta, J. (2008). Histologie. Panamerican Medical Ed.