De mitotische spil of achromatisch, ook wel mitotische machinerie genoemd, is een cellulaire structuur die bestaat uit microtubuli van eiwitachtige aard die worden gevormd tijdens celdeling (mitose en meiose).
De term achromatisch verwijst naar het feit dat het niet kleurt met de kleurstoffen orceïne A of B. De spil neemt deel aan de rechtvaardige verdeling van genetisch materiaal tussen de twee dochtercellen, als gevolg van celdeling.
Celdeling is het proces waarbij zowel de gameten, die meiotische cellen zijn, als de somatische cellen die nodig zijn voor de groei en ontwikkeling van een organisme, worden gegenereerd uit de zygote..
De overgang tussen twee opeenvolgende delingen vormt de celcyclus, waarvan de duur sterk varieert afhankelijk van het type cel en de prikkels waaraan deze wordt blootgesteld..
Tijdens de mitose van een eukaryote cel (cel met een echte kern en organellen die worden afgebakend door membranen) vinden verschillende fasen plaats: S-fase, profase, prometafase, metafase, anafase, telofase en interface.
Aanvankelijk condenseren de chromosomen en vormen ze twee identieke filamenten, chromatiden genaamd. Elke chromatide bevat een van de twee eerder gegenereerde DNA-moleculen, met elkaar verbonden door een gebied genaamd centromeer, dat een fundamentele rol speelt in het migratieproces naar de polen voorafgaand aan de celdeling..
Mitotische deling vindt plaats gedurende het hele leven van een organisme. Geschat wordt dat er tijdens het menselijk leven ongeveer 10 in het lichaam voorkomen17 celdelingen. Meiotische deling vindt plaats in gameetproducerende cellen of geslachtscellen.
Artikel index
De achromatische spil wordt beschouwd als een longitudinaal systeem van eiwitmicrofibrillen of cellulaire microtubuli. Het wordt gevormd op het moment van celdeling, tussen de chromosomale centromeren en de centrosomen aan de celpolen, en is gerelateerd aan de migratie van chromosomen om dochtercellen te genereren met dezelfde hoeveelheid genetische informatie..
Het centrosoom is het gebied waar de microtubuli afkomstig zijn van zowel de achromatische spoel als het cytoskelet. Deze spilmicrotubuli zijn gemaakt van tubuline-dimeren die zijn geleend van het cytoskelet..
Aan het begin van de mitose wordt het microtubuli-netwerk van het cytoskelet van de cel uit elkaar gehaald en wordt de achromatische spoel gevormd. Nadat de celdeling heeft plaatsgevonden, valt de spil uiteen en reorganiseert het microtubuli-netwerk van het cytoskelet, waardoor de cel terugkeert naar zijn rusttoestand.
Het is belangrijk om te differentiëren dat er drie soorten microtubuli in het mitotische apparaat zijn: twee soorten spilmicrotubuli (kinetochoor en polaire microtubuli) en één type aster-microtubuli (astrale microtubuli).
De bilaterale symmetrie van de achromatische spil is te wijten aan interacties die de twee helften bij elkaar houden. Deze interacties zijn: ofwel lateraal, tussen de overlappende positieve uiteinden van de polaire microtubuli; of het zijn terminale interacties tussen de microtubuli van de kinetochoor en de kinetochoor van de zusterchromatiden.
DNA-replicatie vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus, waarna tijdens de profase de migratie van de centrosomen naar tegenovergestelde polen van de cel plaatsvindt en de chromosomen ook condenseren.
In de prometafase vindt de vorming van de mitotische machinerie plaats, dankzij de assemblage van microtubuli en hun penetratie in het inwendige van de kern. Zusterchromatiden die door de centromeren zijn verbonden, worden gegenereerd en deze binden zich op hun beurt aan de microtubuli.
Tijdens metafase lijnen de chromosomen uit in het equatoriale vlak van de cel. De spil is georganiseerd in een centrale mitotische spil en een paar asters.
Elke aster bestaat uit microtubuli gerangschikt in een stervorm die zich uitstrekken van de centrosomen tot in de celcortex. Deze astrale microtubuli hebben geen interactie met chromosomen.
Er wordt dan gezegd dat de aster straalt van het centrosoom naar de celcortex en zowel deelneemt aan de locatie van het gehele mitotische apparaat als aan het bepalen van het vlak van celdeling tijdens cytokinese..
Later, tijdens anafase, worden de microtubuli van de achromatische spil verankerd door een positief uiteinde aan de chromosomen via hun kinetochoren en door een negatief uiteinde aan een centrosoom..
Scheiding van zusterchromatiden in onafhankelijke chromosomen vindt plaats. Elk chromosoom dat aan een kinetochoor-microtubulus is bevestigd, beweegt naar een celpool. Tegelijkertijd vindt de scheiding van de celpolen plaats.
Ten slotte worden tijdens telofase en cytokinese kernmembranen gevormd rond dochterkernen en verliezen chromosomen hun gecondenseerde uiterlijk..
De mitotische spoel verdwijnt als de microtubuli depolymeriseren en celdeling optreedt in het grensvlak.
Het mechanisme dat betrokken is bij de migratie van de chromosomen naar de polen en de daaropvolgende scheiding van de polen van elkaar is echter niet precies bekend; Het is bekend dat interacties tussen de kinetochoor en de microtubulus van de daaraan bevestigde spil bij dit proces betrokken zijn..
Terwijl elk chromosoom naar de overeenkomstige pool migreert, vindt depolymerisatie van de aangehechte microtubulus of kinetochore microtubulus plaats. Aangenomen wordt dat deze depolymerisatie de passieve beweging van het chromosoom dat aan de microtubule van de spil is bevestigd, kan opwekken..
Er wordt ook aangenomen dat er andere motoreiwitten kunnen zijn geassocieerd met de kinetochoor, waarin de energie van de hydrolyse van ATP zou worden gebruikt..
Deze energie zou dienen om de migratie van het chromosoom langs de microtubulus naar het "minder" uiteinde, waar het centrosoom zich bevindt, aan te drijven..
Tegelijkertijd zou de depolymerisatie van het uiteinde van de microtubulus dat samenkomt met de kinetochoor, of het 'plus'-uiteinde, kunnen optreden, wat ook zou bijdragen aan de beweging van het chromosoom..
De achromatische of mitotische spoel is een cellulaire structuur die de functie vervult van het verankeren van de chromosomen door middel van hun kinetochoren, ze op één lijn brengt met de celevenaar en uiteindelijk de migratie van de chromatiden naar de tegenovergestelde polen van de cel leidt voordat ze worden gedeeld, waardoor de verdeling rechtvaardig is genetisch materiaal tussen de twee resulterende dochtercellen.
Als er fouten optreden in dit proces, wordt een tekort aan of overmaat aan chromosomen gegenereerd, wat zich vertaalt in abnormale ontwikkelingspatronen (die optreden tijdens de embryogenese) en verschillende pathologieën (die optreden na de geboorte van het individu).
Er zijn aanwijzingen dat de microtubuli van de achromatische spil deelnemen aan het bepalen van de locatie van de structuren die verantwoordelijk zijn voor cytoplasmatische deling..
Het belangrijkste bewijs is dat celdeling altijd plaatsvindt in de middellijn van de spil, waar de polaire vezels elkaar overlappen..
Evolutionair is gekozen als een zeer redundant mechanisme, waarbij elke stap wordt uitgevoerd door motoreiwitten van microtubuli.
Aangenomen wordt dat de evolutionaire verwerving van microtubuli het gevolg was van een proces van endosymbiose, waarbij een eukaryote cel een prokaryote cel absorbeerde die deze achromatische spoelstructuren uit de omgeving vertoonde. Dit alles had kunnen gebeuren voordat de mitose begon.
Deze hypothese suggereert dat de eiwitstructuren van microtubuli oorspronkelijk een voortstuwingsfunctie hadden kunnen vervullen. Als ze dan deel gaan uitmaken van een nieuw organisme, zouden de microtubuli het cytoskelet vormen en later de mitotische machinerie..
In de evolutionaire geschiedenis zijn er variaties geweest in het basisschema van eukaryote celdeling. Celdeling vertegenwoordigde slechts enkele fasen van de celcyclus, wat een belangrijk proces is.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.