Spindelfasern

Spindelfasern sind Aggregate von Mikrotubuli, die Chromosomen während der Zellteilung bewegen. Mikrotubuli sind Proteinfilamente, die hohlen Stäben ähneln. Spindelfasern kommen in eukaryotischen Zellen vor und sind Bestandteil des Zytoskeletts sowie von Zilien und Flagellen.

Spindelfasern sind Teil eines Spindelapparats, der Chromosomen während der Mitose und Meiose bewegt, um eine gleichmäßige Chromosomenverteilung zwischen den Tochterzellen sicherzustellen. Der Spindelapparat einer Zelle besteht aus Spindelfasern, Motorproteinen, Chromosomen und in einigen tierischen Zellen aus Mikrotubuli-Arrays, die Astern genannt werden. Spindelfasern werden im Zentrosom aus zylindrischen Mikrotubuli hergestellt, die als Centriolen bezeichnet werden.

Spindelfasern und Chromosomenbewegung

Spindelfaser- und Zellbewegung treten auf, wenn Mikrotubuli und Motorproteine ​​interagieren. Motorproteine, die von ATP angetrieben werden, sind spezialisierte Proteine, die Mikrotubuli aktiv bewegen. Motorproteine ​​wie Dyneine und Kinesine bewegen sich entlang von Mikrotubuli, deren Fasern sich entweder verlängern oder verkürzen. Das Zerlegen und Wiederzusammenbauen von Mikrotubuli erzeugt die Bewegung, die für die Chromosomenbewegung und die Zellteilung erforderlich ist.

Spindelfasern bewegen Chromosomen während der Zellteilung, indem sie an Chromosomenarme und Zentromere anhaften. Ein Zentromer ist die spezifische Region eines Chromosoms, in der Duplikate verknüpft sind. Identische, verbundene Kopien eines einzelnen Chromosoms werden als Schwesterchromatiden bezeichnet. Das Zentromer ist auch der Ort, an dem Proteinkomplexe, die als Kinetochoren bezeichnet werden, gefunden werden.

Kinetochoren erzeugen Fasern, die Schwesterchromatiden an Spindelfasern anhaften. Kinetochorfasern und polare Spindelfasern arbeiten zusammen, um Chromosomen während der Mitose und Meiose zu trennen. Spindelfasern, die während der Zellteilung nicht mit Chromosomen in Kontakt kommen, erstrecken sich von einem Zellpol zum anderen. Diese Fasern überlappen sich und drücken die Zellpole zur Vorbereitung der Zytokinese voneinander weg.

Spindelfasern bei Mitose

Spindelfasern sind während der Mitose hochaktiv. Sie wandern durch die Zelle und lenken die Chromosomen dorthin, wo sie hin müssen. Spindelfasern funktionieren in ähnlicher Weise bei der Meiose, bei der vier statt zwei Tochterzellen gebildet werden, indem homologe Chromosomen nach dem Duplizieren zur Vorbereitung der Teilung auseinandergezogen werden.

Prophase: Spindelfasern bilden sich an entgegengesetzten Polen der Zelle. In tierischen Zellen erscheint eine mitotische Spindel als Astern, die jedes Zentriolpaar umgeben. Die Zelle wird länglich, wenn sich Spindelfasern von jedem Pol erstrecken. Schwesterchromatiden binden an ihren Kinetochoren an Spindelfasern.

Metaphase: Als polare Fasern bezeichnete Spindelfasern erstrecken sich von den Zellpolen zum Mittelpunkt der Zelle, der sogenannten Metaphasenplatte. Chromosomen werden durch die Kraft von Spindelfasern, die auf ihre Zentromere drücken, an der Metaphasenplatte gehalten.

Anaphase: Spindelfasern verkürzen sich und ziehen Schwesterchromatiden zu den Spindelpolen. Getrennte Schwesterchromatiden bewegen sich zu entgegengesetzten Zellpolen. Spindelfasern, die nicht mit Chromatiden verbunden sind, verlängern und verlängern die Zelle, um Raum für die Trennung der Zelle zu schaffen.

Telophase: Spindelfasern lösen sich auf, wenn die Chromosomen getrennt werden und sich in zwei neuen Kernen befinden.

Zytokinese: Es bilden sich zwei Tochterzellen mit jeweils der richtigen Chromosomenzahl, da dies durch Spindelfasern sichergestellt ist. Das Zytoplasma teilt sich und die verschiedenen Tochterzellen trennen sich vollständig.