Astern
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Astern sind radiale Mikrotubuli-Arrays, die in tierischen Zellen gefunden werden. Diese sternförmigen Strukturen bilden sich während der Mitose um jedes Zentriolenpaar. Astern helfen bei der Manipulation der Chromosomen während der Zellteilung, um sicherzustellen, dass jede Tochterzelle das richtige Chromosomenkomplement aufweist. Sie bestehen aus astralen Mikrotubuli, die aus zylindrischen Mikrotubuli erzeugt werden, die als Centriolen bezeichnet werden. Centriolen befinden sich im Centrosom, einer Organelle, die sich in der Nähe des Zellkerns befindet und die Spindelpole bildet.
Astern und Zellteilung
Astern sind wichtig für die Prozesse der Mitose und Meiose. Sie sind Bestandteil der Spindelapparat, Dazu gehören auch Spindelfasern, Motorproteine und Chromosomen. Astern helfen, den Spindelapparat während der Zellteilung zu organisieren und zu positionieren. Sie bestimmen auch die Stelle der Spaltfurche, die die sich teilende Zelle während der Zytokinese halbiert. Während des Zellzyklus bilden sich Astern um die an jedem Zellpol befindlichen Zentriolpaare. Von jedem Zentrosom werden Mikrotubuli erzeugt, die als polare Fasern bezeichnet werden und die Zelle verlängern und verlängern. Andere Spindelfasern heften sich an Chromosomen an und bewegen sie während der Zellteilung.
Astern bei Mitose
- Astern treten zunächst in auf Prophase. Sie bilden sich um jedes Zentriolpaar. Astern organisieren Spindelfasern, die sich von den Zellpolen (Polarfasern) erstrecken, und Fasern, die an ihren Kinetochoren an Chromosomen anhaften.
- Spindelfasern bewegen Chromosomen währenddessen in die Mitte der Zelle Metaphase. Chromosomen werden durch die gleichen Kräfte der Spindelfasern, die auf die Zentromere der Chromosomen drücken, an der Metaphasenplatte an Ort und Stelle gehalten. Polare Fasern, die sich von den Polen erstrecken, greifen ineinander wie die Finger gefalteter Hände.
- Doppelte Chromosomen (Schwesterchromatiden) trennen sich und werden währenddessen zu entgegengesetzten Enden der Zelle gezogen Anaphase. Diese Trennung wird erreicht, wenn sich die Spindelfasern verkürzen und anhaftende Chromatiden mitziehen.
- Im telophase, Spindelfasern zersetzen sich und getrennte Chromosomen sind in ihrer eigenen Kernhülle eingeschlossen.
- Der letzte Schritt der Zellteilung ist Zytokinese. Bei der Zytokinese wird das Zytoplasma geteilt, wodurch die sich teilende Zelle in zwei neue Tochterzellen aufgeteilt wird. In tierischen Zellen bildet ein kontraktiler Ring aus Mikrofilamenten eine Spaltfurche, die die Zelle in zwei Teile zerquetscht. Die Position der Spaltfurche wird von den Astern bestimmt.
Wie Astern die Bildung von Spaltfurchen induzieren
Astern induzieren aufgrund von Wechselwirkungen mit der Zellrinde eine Spaltfurchenbildung. Das Zellkortex befindet sich direkt unter der Plasmamembran und besteht aus Aktinfilamente und assoziierte Proteine. Im Verlauf der Zellteilung dehnen Astern, die aus Centriolen wachsen, ihre Mikrotubluli aufeinander zu. Mikrotubuli von Astern in der Nähe verbinden sich, wodurch die Expansion und die Zellgröße begrenzt werden. Einige Aster-Mikrotubuli dehnen sich weiter aus, bis ein Kontakt mit der Hirnrinde hergestellt ist. Es ist dieser Kontakt mit der Kortikalis, der die Bildung einer Spaltfurche induziert. Astern helfen, Spaltfurchen so zu positionieren, dass die zytoplasmatische Teilung zu zwei gleichmäßig verteilten Zellen führt. Der Zellkortex ist für die Herstellung des kontraktilen Rings verantwortlich, der die Zelle einschnürt und in zwei Zellen "einklemmt". Die Bildung von Spaltfurchen und die Zytokinese sind für die ordnungsgemäße Entwicklung von Zellen, Geweben und für die ordnungsgemäße Entwicklung eines gesamten Organismus von wesentlicher Bedeutung. Eine unsachgemäße Bildung von Spaltfurchen bei der Zytokinese kann zu Zellen mit abnormalen Chromosomenzahlen führen, die zur Entwicklung von Krebszellen oder Geburtsfehlern führen können.
Quellen:
- Lodish, Harvey. "Mikrotubulusdynamik und Motorproteine während der Mitose." Molekulare Zellbiologie. 4. Auflage., US National Library of Medicine, 1. Januar 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21537/.
- Mitchison, T.J. et al. "Wachstum, Wechselwirkung und Positionierung von Mikrotubuli-Astern in extrem großen Wirbeltierembryozellen." Zytoskelett (Hoboken, N.J.) 69,10 (2012): 738–750. PMC. www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3690567/.
