В клеточной биологии борозда расщепления — это углубление на поверхности клетки, с которого начинается прогрессирование расщепления, при котором клетки животных и некоторых водорослей подвергаются цитокинезу — окончательному расщеплению мембраны в процессе клеточного деления . Те же белки, которые отвечают за сокращение мышц, актин и миозин , начинают процесс формирования борозды расщепления, создавая актомиозиновое кольцо . В этой процедуре участвуют другие белки цитоскелета и актин-связывающие белки.
Растительные клетки не осуществляют цитокинез именно этим методом, но эти две процедуры не являются полностью разными. Клетки животных образуют актин-миозиновое сократительное кольцо в экваториальной области клеточной мембраны , которое сужается, образуя борозду расщепления. [1] В растительных клетках секреты пузырьков Гольджи образуют клеточную пластинку или перегородку в экваториальной плоскости клеточной стенки под действием микротрубочек фрагмопласта . [2] Борозда расщепления в клетках животных и фрагмопласт в клетках растений представляют собой сложные структуры, состоящие из микротрубочек и микрофиламентов , которые способствуют окончательному разделению клеток на две идентичные дочерние клетки .
Клеточный цикл начинается с интерфазы , когда ДНК реплицируется, клетка растет и готовится к вступлению в митоз. Митоз включает четыре фазы: профазу , метафазу , анафазу и телофазу . Профаза — это начальная фаза, когда появляются волокна веретена , которые перемещают хромосомы к противоположным полюсам. Этот веретенообразный аппарат состоит из микротрубочек, микрофиламентов и сложной сети различных белков. Во время метафазы хромосомы выстраиваются с помощью веретенообразного аппарата в середине клетки вдоль экваториальной пластинки. Хромосомы движутся к противоположным полюсам во время анафазы и остаются прикрепленными к волокнам веретена своими центромерами. Образование борозды расщепления животных клеток вызвано кольцом актиновых микрофиламентов, называемым сократительным кольцом, которое образуется во время ранней анафазы. Миозин присутствует в области сократительного кольца, так как в этой области преобладают концентрированные микрофиламенты и актиновые нити. Актиновые нити здесь могут быть как уже существующими, так и новыми. Расщепление осуществляется этими моторными белками , актином и миозином, которые являются теми же белками, которые участвуют в сокращении мышц. Во время клеточного расщепления сократительное кольцо сжимается вокруг цитоплазмы клетки до тех пор, пока цитоплазма не разделится на две дочерние клетки. Во время заключительной фазы митоза, телофазы, борозда образует межклеточный мостик с использованием волокон митотического веретена. Было показано, что в это время присутствует фосфатидилэтаноламин , что указывает на то, что он может играть роль в движении между плазматической мембраной и сократительным кольцом. [3] Затем мост разрывается и повторно запечатывается, образуя две идентичные дочерние клетки во время цитокинеза. Разрыв формируется микротрубочками, а повторное запечатывание устраняется кальций-зависимым экзоцитозом с использованием пузырьков Гольджи. [2] Для сравнения: перегородка растительной клетки и средняя зона животной клетки аналогичны. Оба требуют везикулярной секреции аппарата Гольджи для повторного запечатывания и формирования цитоскелетной сети, а также микротрубочек и микрофиламентов для деления и движения. [4] Механизм борозды расщепления в клетках животных представляет собой сложную сеть актиновых и миозиновых нитей, пузырьков Гольджи и кальций-зависимых каналов, позволяющих клетке разрываться, повторно запечатываться и образовывать новые дочерние клетки с полноценными мембранами. [2]