胞质分裂.定义和过程(在动物和植物细胞中)

胞质分裂定义

胞质分裂是细胞分裂的一个物理过程,通常在细胞分裂后发生有丝分裂.胞质分裂是真核细胞在有丝分裂和细胞器分裂时,细胞质、细胞膜和细胞器的物理分裂,产生两个不同的细胞减数分裂

  • 在大多数细胞中,胞质分裂是在细胞发育过程中开始的后期阶段并结束茶篮子,染色体完全分离的阶段。
  • 在动物细胞中,当细胞微管的收缩环形成裂解沟槽时,达到细胞因子,该胚胎将细胞膜分成一半。这微管用于细胞分裂的是那些在分裂的初始阶段产生的,它们有助于新细胞的重组。
  • 在植物细胞中,形成一个细胞板,将细胞一分为二。
  • 另外,仅发生细胞因子,仅发生染色体的分离。这确保了每个子细胞接收全套染色体以及细胞质的完整元素和细胞机组

胞质分裂时会发生什么?

  • 在植物和动物细胞中,细胞分裂是相似的,但是,它的不同之处在于从一个亲本细胞形成两个子细胞的机制的完成,每个子细胞都有一组分离的染色体和减半的细胞质和细胞器。
  • 细胞的分裂过程通常包括卵裂沟的形成,它使细胞几乎均等地分裂。
  • 细胞分裂可能是对称的,也可能是不对称的,其中一个细胞占据了大部分细胞质。
  • 例如,精子发生,减数分裂细胞分裂过程是对称的胞质分裂,其中新形成的精子细胞大小和含量相等,而生物发生是不对称胞质分裂的典型例子,产生一个大细胞和三个极体。
  • 在动物细胞中,卵裂沟是由有丝分裂纺锤体的位置决定的,而在植物细胞中,卵裂沟与有丝分裂纺锤体无关。

动植物细胞的胞质分裂

图:动植物细胞中的胞质分裂。图像来源:可汗学院

细胞分裂一般分为四个阶段:

劈裂沟的起始和形成

  • 在细胞分裂期间,观察到的最初的物理变化是细胞表面的卵裂沟的出现。
  • 沟槽开始加深,在细胞周围传播,直到它完全分为两个。

收缩和收缩

  • 这也被称为脱落。
  • 在动物细胞中通过收缩环完成胞质分裂,收缩环是一个由肌动蛋白、肌球蛋白和在细胞分裂过程中在动物细胞表面下形成的调节蛋白组成的环。
  • 这些环具有收缩和收缩细胞的能力将细胞捏成两半。

膜插入

  • 同时,一个新的膜形成并插入细胞膜,通过细胞内囊泡的融合,紧挨着收缩环。
  • 随着细胞质分裂的发生,新的膜使细胞增加。

通过形成两个完全发育的女儿细胞完成细胞因子。

动物细胞的胞质分裂

动物细胞的胞质分裂

图:动物细胞在胞质分裂的不同阶段进行重组的示意图。红色,微管;灰色,染色体。图像来源:自然细胞生物学

  • 动物细胞的胞质分裂过程归因于收缩环的作用。收缩环由有丝分裂纺锤体的微管连接在一起。
  • 这些微管和细胞信号决定了收缩环的位置,因此它们指引着细胞分裂的平面,称为收缩环分割平面。
  • 在分裂面周围形成分裂沟,分裂沟最终将细胞挤压成两个细胞。
  • 随后是收缩过程,收缩环由肌动蛋白、肌球蛋白和调节蛋白组成。
  • 肌动蛋白和肌凝蛋白在间期组装在充满肌动蛋白和肌凝蛋白的丝的皮层网络中形成。随着细胞分裂的继续,肌动蛋白丝重组,而肌凝蛋白丝在分裂后期积聚形成收缩环。
  • 收缩环由肌动蛋白-肌球蛋白和调节蛋白定位,它们也作为运动蛋白,允许肌肉细胞收缩。
  • 肌球蛋白蛋白将充满肌动蛋白丝的肌肉细胞拉到一起形成肌动蛋白-肌球蛋白环,肌动蛋白-肌球蛋白环在排除细胞质和细胞器方面起主要作用。
  • 在细胞质和细胞器被排除后,环和微管被留下形成中间体的结构,最终分裂。
  • 细胞蛋白切割和质膜融合被关闭,而将细胞连接在一起的细胞外元素溶解,分离细胞。
  • 分离的细胞可以保留在称为桥的细胞质链接的相关联缝隙连接由中体结构捕获的内质网残余物形成。

植物细胞的胞质分裂

植物细胞的胞质分裂

图:植物细胞的胞质分裂。图片来源:BioNinja

  • 动物细胞和植物细胞之间的主要区别在于,植物是由一个非常坚硬的细胞壁组成的,因此,一种特殊的微管参与胞质分裂的完成。这些被称为成膜体。
  • 成膈肌细胞是由高尔基体小泡在胚胎末期形成的泡状纺锤微管中期载着囊泡和纤维素等细胞成分进入新的细胞壁。
  • 当这些高尔基体小泡在靠近细胞壁的中心融合时,它们形成细胞板,即植物胞质分裂的场所。
  • 小泡融合越多,细胞板继续扩大,出现在细胞的细胞壁周围。
  • 成膜细胞把细胞壁的小泡带到新形成的细胞板上。
  • 在间期高尔基体通过膜间积累酶、结构蛋白和葡萄糖分子,促进新细胞壁的形成,同时高尔基体膜被吸收并形成质膜的一部分。
  • 由成膜细胞携带的纤维素相互作用并结合,形成植物细胞壁的复杂而坚硬的基质。
  • 当细胞板使细胞分裂后,质膜将两个新形成的子细胞隔开。
  • 在两个细胞之间,被捕获的内质网形成胞间连丝、空间或间隙,允许分子从一个细胞传递到另一个细胞,并发出细胞通讯信号。

胞质分裂的应用

  • 细胞分裂研究使构建细胞分裂阻断微核细胞体试验来研究人淋巴细胞成为可能。
  • 细胞分裂失败可能导致肿瘤发生,这加强了对肿瘤发生和药物靶点对未完成的细胞分裂过程的理解。

引用和来源

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