Qu'est-ce que la cytokinèse et comment cela se produit?

La cytokinèse C'est le processus de partition de cytoplasme d'une cellule qui se traduit par deux cellules filles pendant le processus de division cellulaire. Il se produit à la fois dans la mitose et dans la méiose et est courant dans les cellules animales.

Dans le cas de certaines plantes et champignons, la cytokinèse n'a pas lieu, car ces organismes ne divisent jamais leur cytoplasme. Le cycle de reproduction cellulaire se termine avec la partition du cytoplasme à travers le processus de cytocinie.

Dans une cellule animale typique, la cytokinèse se produit pendant le processus de myitose, cependant, il peut y avoir certains types de cellules telles que les ostéoclastes qui peuvent passer par le processus de myitose sans cytokinèse.

Le processus de cytocinie commence pendant l'anaphase et se termine pendant la télophase, étant complètement effectué au moment où l'interface suivante commence.

Le stade de la télophase et de la cytocinie de la mitose. Source: Kelvin Song CC par 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0) via Wikimedia Commons,

Le premier changement visible de cytokinèse dans les cellules animales devient évident lorsqu'une rainure de division apparaît à la surface cellulaire. Cette rainure devient rapidement plus prononcée et se dilate autour de la cellule jusqu'à ce que la partie complètement au milieu. 

Dans les cellules animales et de nombreuses cellules eucaryotes, la structure qui accompagne le processus de cytokinèse est connue sous le nom de "anneau contractile", un ensemble dynamique composé de filaments d'actine, de filaments de myosine II et de nombreuses protéines structurelles et régulatrices. Il est installé sous la membrane plasmique de la cellule et se contracte pour le diviser en deux parties.

Ciliates éprouvant la cytokinèse. Source: The Alpha Wolf CC par 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 3.0) via Wikimedia Commons

Le plus gros problème qu'une cellule qui passe par le processus de cytocinie est l'assurance que ce processus se produit au bon moment et au bon lieu. Puisque, la cytokinèse ne doit pas se produire tôt pendant la phase de mitose ou peut interrompre la cloison correcte des chromosomes.

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Fuseaux mitotiques et division cellulaire

Comparaison du processus de cytokinèse dans les cellules végétales et animales. Source: Mathilda Brinton CC par 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / par / 4.0) via Wikimedia Commons,

Les fuseaux mitotiques chez les cellules d'animaux ne sont pas responsables de séparer les chromosomes résultants, ils spécifient également l'emplacement de l'anneau contractile et donc le plan de la division cellulaire.

L'anneau contractile a une forme invariable dans la plaque de la plaque de métaphase. Lorsqu'il est à l'angle droit, il s'étend le long de l'axe de la broche mitotique, garantissant que la division se produit entre les deux ensembles de chromosomes séparés.

La partie de la broche mitotique qui spécifie le plan de la division peut varier en fonction du type de cellule. La relation entre les micro tubules de la broche et l'emplacement de l'anneau contractile a été largement étudiée par les scientifiques.

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Ceux-ci ont manipulé des œufs fécondés d'animaux de vertébrés marins dans le but d'observer la vitesse à laquelle les rainures apparaissent dans les cellules sans que le processus de croissance ne soit interrompu.

Lorsque le cytoplasme est clair, la broche peut être plus facilement visible, ainsi que le temps en temps réel dans lequel il est situé dans une nouvelle position dans l'état anaphase précoce.

Division asymétrique

Dans la plupart des cellules, la cytokinèse se produit symétriquement. Chez la plupart des animaux, par exemple, l'anneau contractile est formé autour de la ligne de la cellule souche, de sorte que les deux cellules filles résultant ont la même taille et les mêmes propriétés similaires.

Cette symétrie est possible grâce à l'emplacement de la broche mitotique, qui a tendance à se concentrer sur le cytoplasme à l'aide des micro tubules astraux et les protéines qui les brèchent d'un endroit à un autre.

Dans le processus de cytokinèse, il existe de nombreuses variables qui doivent fonctionner de manière synchrone afin qu'elle réussisse. Cependant, lorsque l'une de ces variables change, les cellules peuvent être divisées de manière asymétrique, produisant deux cellules filles diverses et avec un contenu cytoplasmique différent.

Habituellement, les deux cellules filles sont destinées à se développer différemment. Pour rendre cela possible, la cellule souche doit sécréter certains composants déterminants de la destination sur le côté de la cellule, puis localiser le plan de division afin que la cellule fille indiquée hérite de ces composants au moment de la division.

Pour positionner la division asymétriquement, la broche mitotique doit être déplacée de manière contrôlée dans la cellule qui est sur le point de diviser.

Apparemment, ce mouvement de la broche est dirigé par des changements dans les zones régionales du cortex cellulaire et par les protéines localisées qui aident à déplacer l'un des pôles de broche à l'aide de micro tubules astraux.

Bague contractile

Dans la mesure où les micro tubules astraux deviennent plus longs et moins dynamiques dans leur réponse physique, l'anneau contractile commence à être créé sous la membrane plasmique.

Cependant, une grande partie de la préparation de la cytokinèse se produit plus tôt dans le processus de myitose, avant même que le cytoplasme ne commence à se diviser.

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Pendant l'interface, les filaments d'actine et de myosine II sont combinés et forment un réseau cortical, et même dans certaines cellules, génèrent de grands faisceaux cytoplasmiques appelés fibres de contrainte.

Dans la mesure où une cellule commence le processus de myitose, ces arrangements sont démontés et une grande partie de l'actine est réorganisée et les filaments de myosine II sont libérés.

Dans la mesure où les chromatides sont séparées pendant l'anaphase, la myosine II commence à s'accumuler rapidement pour créer l'anneau contractile. Même dans certaines cellules, c'est nécessaire.

Lorsque l'anneau contractile est complètement armé, il contient de nombreuses protéines différentes de l'actine et de la myosine II. Les matrices superposées des filaments bipolaires de l'actine et de la myosine II génèrent la force nécessaire pour diviser le cytoplasme en deux parties, dans un processus similaire à ce que les cellules musculaires lisses.

Cependant, la façon dont la bague contractuelle se contracte est toujours un mystère. Apparemment, il ne fonctionne pas en raison d'un mécanisme de cordon avec les filaments d'actine et de myosine II en se déplaçant les uns sur les autres, comme le feraient les muscles squelettiques.

Depuis, lorsque l'anneau se contracte, il conserve sa même rigidité tout au long du processus. Cela signifie que le nombre de filaments diminue dans la médante dans laquelle l'anneau se ferme.

Distribution des organites dans les cellules filles

Le processus de mythose doit s'assurer que chacune des cellules filles reçoit la même quantité de chromosomes. Cependant, lorsqu'une cellule eucaryote est divisée, chaque cellule fille doit également hériter d'une série de composants cellulaires essentiels, y compris les organites verrouillées à l'intérieur de la membrane cellulaire.

Les organites cellulaires tels que les mitochondries et les chloroplastes ne peuvent pas être générés spontanément à partir de leurs composants individuels, ils ne peuvent découler que de la croissance et de la division des organites pré-existants.

De même, les cellules ne peuvent pas fabriquer un nouveau réticulum endoplasmique, sauf si une partie de celle-ci est présente à l'intérieur de la membrane cellulaire.

Certains organites tels que les mitochondries et les chloroplastes sont présents dans les cellules souches, afin de s'assurer que les deux cellules filles les héritent de manière satisfaisante.

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Le réticulum endoplasmique pendant la période d'interface cellulaire est en continu avec la membrane cellulaire et est organisé par le micro tubulus cytosketic.

Après être entré dans la phase de mythose, la réorganisation des micro tubules libère le réticulum endoplasmique, qui est fragmenté dans la mesure où l'emballage central est également cassé. L'appareil Golgi est probablement également fragmenté, bien que dans certaines cellules, il semble être distribué par le réticulum pour émerger plus tard dans la télophase.

Myitose sans cytokinèse

Bien que la division cellulaire soit généralement suivie de la division du cytoplasme, il y a quelques exceptions. Certaines cellules passent par plusieurs processus de division cellulaire sans que le cytoplasme soit un jeu.

Par exemple, l'embryon de Fruit Fly passe par 13 étapes de la division nucléaire avant que la division cytoplasmique n'ait lieu, ce qui résulte d'une grande cellule avec jusqu'à 6000 cœurs.

Cet autre arrangement vise.

Après que cette division nucléaire rapide ait eu lieu, les cellules sont créées autour de chaque noyau dans un seul processus de cytocicese, connu sous le nom de cellurisation. Les anneaux contractiles se forment à la surface des cellules, et la membrane plasmique s'étend vers l'intérieur et s'adapte pour enfermer chaque noyau

Le processus de mitose sans cytokinèse se produit également dans certains types de cellules de mammifères, telles que les ostéoclastes, les trophoblastes et certains hépatocytes et cellules musculaires cardiaques. Ces cellules, par exemple, se développent de manière mulnucléaire, tout comme celles de certains champignons ou des fruits volent.

Les références

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