Η κυτοκίνηση είναι η διαδικασία διαίρεσης ευκαρυωτικών κυττάρων. Η κυτταροκίνηση ήταν ένα από τα πρώτα γεγονότα του κυτταρικού κύκλου που παρατηρήθηκαν χρησιμοποιώντας απλές κυτταρικές βιολογικές τεχνικές, ωστόσο, ο μοριακός χαρακτηρισμός της κυτταροκίνησης έχει επιβραδυνθεί από μια ιδιαίτερη αντίσταση σε in vitro βιοχημικές προσεγγίσεις. Ενώ το αποτέλεσμα της κυτταροκίνησης είναι το ίδιο σε όλα τα διαιρούμενα κύτταρα, ο μηχανισμός της διαίρεσης ποικίλλει στα διαφορετικά μεγάλα ευκαρυωτικά βασίλεια. Για παράδειγμα, η ζύμη και τα ζώα χρησιμοποιούν έναν συσταλτικό δακτύλιο που διεισδύει στη μέση του κυττάρου για να το διαιρέσει ενώ τα κύτταρα χτίζουν ένα νέο κυτταρικό τοίχωμα προς τα έξω προς τον φλοιό. Όπως θα περίμενε κανείς, υπάρχουν κάποιες ομοιότητες στα μόρια που εμπλέκονται στην κυτταροκίνηση σε μονοκύτταρα και ζωικά κύτταρα, αλλά με την πρώτη ματιά, η κυτταροκίνηση σε φυτικά και ζωικά κύτταρα φαίνεται να είναι αρκετά διαφορετική. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια έχει καταστεί σαφές ότι οι βασικές διεργασίες είναι ακριβώς οι ίδιες στα φυτικά, πρωτόζωα και ζωικά κύτταρα.
Μοναδικό στο είδος τουΗ κυτταροκίνηση είναι η μίτωση, η οποία χωρίζεται σε διάφορα στάδια: πρόφαση, μετάφαση, ανάφαση και τελόφαση. Παρακάτω είναι τα χαρακτηριστικά κάθε φάσης της κυτταροκίνησης.
Prophase
Η πρόφαση χαρακτηρίζεται από γρήγορες βιοχημικές αλλαγές, ως αποτέλεσμα των οποίων το κύτταρο εισέρχεται σε μια κατάσταση μετά την οποία αρχίζει απευθείας η διαίρεση. Κατά τη διάρκεια της προφάσης, τα χρωμοσώματα συγκεντρώνονται στο κέντρο του κυττάρου και στη συνέχεια διπλασιάζονται, παρέχοντας το γενετικό υλικό και για τα δύο νεοσχηματισμένα θυγατρικά κύτταρα. Συνήθως δεν είναι ορατά στο μικροσκόπιο, αλλά εκείνη τη στιγμή γίνονται καθαρά ορατά κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο. Επίσης αυτή τη στιγμή, ο πυρήνας εξαφανίζεται. Στα μέσα της προφάσης, η μεταγραφική δραστηριότητα σταματά εντελώς. Τα δομικά χαρακτηριστικά των κυττάρων είναι τέτοια που στα αρχικά στάδια της κυτταροκίνησης σε κύτταρα με μεγάλα χρωμοσώματα, επιβραδύνεται και μπορεί να τεντωθεί για αρκετές ώρες, ενώ στα κύτταρα πλασμάτων με μικρά χρωμοσώματα (για παράδειγμα, θηλαστικών) διαρκεί περίπου 15 λεπτά.. Μετά από αυτό το διάστημα, αρχίζει η διαίρεση του σώματος του ευκαρυωτικού κυττάρου.
Μεταφάση
Μεταφάση της κυτταροκίνησης είναι το στάδιο της κυτταρικής διαίρεσης κατά το οποίο τα χρωμοσώματα εξέρχονται στο ισημερινό επίπεδο του κυττάρου. Οι μικροσωληνίσκοι σε αυτή τη φάση ενημερώνονται ιδιαίτερα ενεργά. Τα χρωμοσώματα στο κύτταρο είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι βολικό για τους προαναφερθέντες μικροσωληνίσκους να προσκολληθούν σε αυτά. Οι αδελφές χρωματίδες διαχωρίζονται αλλά δεν διαχωρίζονται, σταματούν από κεντρομερή. Λόγω των δομικών χαρακτηριστικών του κυττάρου, η μετάφαση μπορεί να ολοκληρωθείμόνο αφού το σύμπλεγμα διέγερσης αναφάσης στείλει σήμα στο κύτταρο. Έτσι, εάν η άτρακτος καταστραφεί, τα χρωμοσώματα δεν θα μπορούν να μετακινηθούν στην ανάφαση μέχρι να εξαλειφθεί τελείως η επιβλαβής επίδραση. Αυτή η μέθοδος έρευνας χρησιμοποιείται συχνά από γενετιστές προκειμένου να δημιουργήσουν κύτταρα που βρίσκονται σε μετάφαση για ώρες, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για έρευνα. Οι μοριακοί μηχανισμοί αυτής της δράσης παραμένουν ακόμα ένα μυστήριο, αλλά αυτή τη στιγμή, οι επιστήμονες εργάζονται με επιτυχία για να αποκαλύψουν τα μυστικά τους.
Anaphase
Η μεταφάση ακολουθείται από την ανάφαση. Για την κυτταροκίνηση, αυτό είναι τόσο το πιο βασικό όσο και το πιο σύντομο στάδιο, κατά το οποίο οι αδελφές χρωματίδες αποκλίνουν στις άκρες του κυττάρου, σχηματίζοντας θυγατρικά χρωμοσώματα. Αν και η ανάφαση είναι το συντομότερο στάδιο, υποδιαιρείται σε πολλές φάσεις. Αυτά τα στάδια ελέγχονται από το σύμπλεγμα διέγερσης αναφάσης που αναφέρθηκε προηγουμένως. Κατά τη διάρκεια της αναφάσης, τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται σε δύο νέα κύτταρα. Οι χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος διασκορπίζονται σε αντίθετες πλευρές των κυττάρων, σχηματίζοντας δύο νέα θυγατρικά κύτταρα. Κάθε πλευρά του κυττάρου αρχίζει να έχει ένα πλήρες σύνολο χρωμοσωμάτων. Η αναφάση είναι σημαντική γιατί είναι αυτό που βοηθά το DNA να χωριστεί στα δύο, πηγαίνοντας και στις δύο πλευρές του κυττάρου. Εξασφαλίζει ότι το επόμενο γονίδιο μπορεί να εκτελέσει τη λειτουργία του. Αν όχι, τότε δεν θα υπάρχουν δύο διαφορετικά DNA για την επόμενη διαδικασία
Telophase
Η τελοφάση είναι το τελευταίο μέρος της κυτταρικής διαίρεσης. Το όνομά του προέρχεται από τη λατινική λέξη telos,που σημαίνει το τέλος. Σε αυτό το στάδιο, οι αδελφές χρωματίδες φτάνουν σε αντίθετους πόλους. Τα μικρά πυρηνικά κυστίδια στο κύτταρο αρχίζουν να αναδιατάσσονται γύρω από την ομάδα των χρωμοσωμάτων σε κάθε άκρο. Καθώς το πυρηνικό περίβλημα αναμορφώνεται δεσμεύοντας στα χρωμοσώματα, δύο πυρήνες δημιουργούνται σε ένα κύτταρο. Η τελοφάση χαρακτηρίζεται επίσης από διάλυση των μικροσωληνίσκων κινετοχώρης και συνεχιζόμενη επιμήκυνση των πολικών μικροσωληνίσκων. Καθώς οι πυρηνικές μεμβράνες μετασχηματίζονται, τα χρωμοσώματα αρχίζουν να αποσυντίθενται και να διασκορπίζονται περισσότερο. Αφού ολοκληρωθούν όλες οι διαδικασίες, τα δύο νέα κελιά αρχίζουν να λειτουργούν σαν να μην είχε συμβεί τίποτα.
Όπως είδαμε, η κυτταροκίνηση είναι μια σύνθετη, αλλά ταυτόχρονα κατανοητή και συναρπαστική διαδικασία. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να μελετούν τα δομικά χαρακτηριστικά του κυττάρου.
