FRAGMOPLASTY: VLASTNOSTI, FUNKCE, SLOŽENÍ - BIOLOGIE - 2025

Tyto phragmoplasts jsou struktury tvořené hlavně microtubule montáž nebo mikrofibrily jsou uspořádány v sudu v dělení rostlinných buněk a jsou vytvořeny v průběhu anafáze (třetí fáze mitózy) nebo pozdní telofázi (čtvrtý a poslední fáze mitóza) brzy.

Cytokineze je finální fáze buněčného cyklu a sestává ze separace a segmentace cytoplazmy. Tento proces probíhá v poslední fázi mitózy a liší se u rostlin, hub a zvířat. U rostlin obvykle zahrnuje tvorbu fragmoplastů, buněčné desky a buněčné stěny. Role fragmoplastů je zásadní při cytokineze v rostlinách.

Fragmoplast. Převzato a upraveno z

biologia.fciencias.unam.mx/plantasvasulares/GlosarioPlantas/AnatomiaVegetal/index.html

Předběžné úvahy

Rostliny, houby, jakož i některé řasy, bakterie a archaea mají své buňky chráněny buněčnou stěnou, což je odolná, někdy tuhá vrstva, která je umístěna na vnější straně plazmové membrány.

Funkce buněčné stěny mají chránit obsah buňky, dávat jí rigiditu a působit jako prostředník ve všech vztazích buňky s prostředím a jako buněčný prostor.

Cytokinéza je složitější v rostlinných buňkách než v živočišných buňkách, protože u těchto buněk chybí pevná vnější buněčná stěna. Přítomnost cytoskeletálních struktur, jako je preprofázový pás (PPB) a fragmoplasty, lze považovat za důkaz obtíží, které buněčná stěna způsobuje procesu buněčného dělení.

Tyto dvě struktury, jedinečné pro rostlinné buňky, jsou nezbytné k zajištění správného umístění a sestavení nové buněčné stěny k oddělení dvou sesterských jader.

Fragmoplasty nesou jen malé a vzdálené strukturální podobnosti s prostředím živočišných cytokinetických buněk.

Obecné vlastnosti fragmoplastů

Fragmoplasty jsou struktury jedinečné pro rostlinné buňky rostlin a některé skupiny řas.

Mají válcovitý tvar, skládající se ze dvou protilehlých disků mikrotubulů (z mitotického použití), membrán, vesikul (z komplexu Golgi) a aktinových vláken.

Na druhé straně je třeba poznamenat, že její vznik pochází z oblasti dříve zabrané rovníkovou deskou.

Funkce

Fragmoplasty mají důležitou řadu funkcí, ale nejdůležitější jsou:

- V zásadě to iniciuje tvorbu buněčné desky.

-Vkládá materiál stěny obsahující vezikuly z Golgiho aparátu, který se potom používá k vytvoření nové uzavřené příčné membránové stěny (buněčná deska).

- formuje druh středních lamel, které jsou nezbytné pro sestavení buněčné stěny.

- Komunikace mezi cytoplazmatickým fragmoplastem a kortikálními zbytky cytoplazmatické struktury zvané preprofázový mikrotubulární pás je to, co umožňuje kontrolu nad symetrickými a asymetrickými buněčnými děleními.

Tvorba buněčné stěny díky aktivitě fragmoplastu. Pořízeno a upraveno z

Složení

Fragmoplast je tvořen prvky endoplazmatického retikula, buněčnými strukturami tvořenými proteinovými polymery nazývanými mikrotubuly, mikrofilamenty globulárního proteinu nazývaného aktin a množstvím dalších neznámých proteinů.

Myosin byl také nalezen ve fragmoplastech a předpokládá se, že jeho funkce napomáhá transportu vezikul z Golgiho aparátu na buněčnou destičku.

Jak se formují?

Protože rostlinná buňka má buněčnou stěnu, rostlinná cytokinéza je zcela odlišná od cytokineze živočišných buněk. Během tohoto procesu buněčného dělení rostlinné buňky vytvářejí buněčnou desku ve středu buňky.

Fragmoplasty se skládají hlavně ze dvou proteinových buněčných struktur. Jedná se o vzdělávací procesy:

Mikrotubuly

Během procesu vytváření buněčných desek se vytvoří fragmoplast. Toto je sestaveno ze zbytků mitotického vřetena a je tvořeno řadou polárních mikrotubulů, které se zdají vznikat ze zbytků mitotického vřetenového přístroje a jsou uspořádány v antiparalelní matrici.

Tyto mikrotubuly jsou uspořádány kolmo k dělicí rovině s jejich "+" konci umístěnými na místě buněčného dělení nebo v jeho blízkosti a jejich záporné konce směřují ke dvěma dceřiným jádrům.

Takzvané "+" konce jsou rychle rostoucí konce a jsou místem, kde se mikrotubuly váží. Proto je důležité si uvědomit, že tyto "+" konce jsou ponořeny do elektrodového materiálu umístěného ve střední oblasti.

V pozdější fázi anafázy se mírně rozšířené mikrotubuly v mezilehlé oblasti spojí laterálně do válcové struktury, samotného fragmoplastu.

Tato struktura se následně zkracuje na délku a rozšiřuje se laterálně, až nakonec dosáhne boční stěny. Během této fáze expanze fragmoplastů dochází ke změně v organizaci mikrotubulů.

Zatímco počáteční fragmoplastový válec pochází z již existujících mikrotubulů, nové mikrotubuly se musí tvořit v pozdějších fázích odstředivého růstu.

Aktinová mikrofilamenty

Aktinová mikrofilamenty jsou také důležitou cytoskeletální složkou fragmoplastů. Jejich zarovnání, stejně jako u mikrotubulů, je kolmé k rovině buněčné destičky, přičemž „+“ konce směřují proximálně.

Na rozdíl od mikrotubulů jsou uspořádány do dvou protilehlých sestav, které se nepřekrývají ani se nepřipojují přímo. S pozitivními proximálními konci jsou aktinová mikrofilamenty také uspořádány tak, aby usnadňovaly transport vezikul do roviny destičky.

Jak se podílí na tvorbě buněčné stěny?

Místo, kde dojde k buněčnému dělení, je stanoveno přeskupením mikrotubulů, které tvoří preprofázový pás, mitotické vřeteno a fragmoplast. Když mitóza začne, mikrotubuly depolymerizují a přeskupí, čímž vytvoří jádro preprofázy kolem jádra.

Následně vezikuly nasměrované ze sítě trans Golgi (síť buněčných struktur a cisteren Golgiho aparátu) směrem k pojistce fragmoplastů a vedou k buněčné destičce. Poté bipolární organizace mikrotubulů umožňuje směrovaný transport vezikul do místa buněčného dělení.

Nakonec se mikrotubuly, aktinová vlákna z fragmoplastu a buněčná destička odstředivě rozšiřují směrem k periferii buňky, jak postupuje cytokinéza, kde se buněčná deska poté připojí k buněčné stěně kmenové buňky, aby se dokončil proces cytokineze.

Reference

1. A. Salazar a A. Gamboa (2013). Význam pektinů v dynamice buněčných stěn během vývoje rostlin. Žurnál biochemické výchovy.
2. CM Kimmy, T. Hotta, F. Guo, RW Roberson, YR Julie a B. Liua (2011). Interakce antiparalelních mikrotubulů ve fragmoplastu je zprostředkována proteinem MAP65-3 spojeným s mikrotubuly v Arabidopsis. Rostlinná buňka.
3. D. Van Damme, FY. Bouget †, K. Van Poucke, D. Inze´ a D. Geelen (2004). Molekulární disekce rostlinné cytokinézy a struktury fagmoplastů: přehled proteinů značených GFP. The Plant Journal.
4. Fragmoplastová funkce? Lifeeasy Biology. Obnoveno z biology.lifeeasy.org.
5. LA Staehelin a PK Hepler (1996). Cytokineze ve vyšších rostlinách.
6. Buňka. Buněčný cyklus. Fáze M. Mitóza a cytokinéza (2018) Atlas rostlinné a zvířecí histologie. University of Vigo. Obnoveno z mmegias.webs.uvigo.es.
7. Taiz a E. Zeiger. (2006). Plant Physiology 3rd Edição. ARMED Editora SA 719 s.
8. L. Taiz a E. Zeiger. (2006). Fyziologie rostlin Vol 2. Costelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I. 656 pp.
9. MS Otegui, KJ Verbrugghe a AR Skop (2005) Midbodies a phragmoplasts: analogické struktury podílející se na cytokineze. Trendy in Cell Bioloy.
10. J. de Keijzer, BM Mulder a E. Marcel (2014). Mikrotubulární sítě pro dělení rostlinných buněk. Systémy a syntetická biologie.
11. O. Marisa a LA Staehelin (2000) Cytokineze v kvetoucích rostlinách: více než jeden způsob rozdělení buňky. Cerrent stanovisko v rostlinné biologii.
12. LA Staehelin a PK Hepler (1996) Cytokinesis in Higher Plants. Buňka.
13. D. Van Damme, FY. Bouget, K. Van Poucke, D. Inzé a Danny Geelen (2004) Molekulární disekce rostlinné cytokinézy a struktury fagmoplastů: přehled proteinů značených GFP. The Plant Journal.