Interested Article - Препрофаза

Перемещение микротрубочек в течение препрофазы и профазы митоза растительных клеток . Фотографии линии клеток Tobacco BY-2 cell, начиная с первых этапов митоза. Растущие концы микротрубочек показаны зелёным (помечены зелёным флуоресцентным белком и белком EB1, полученным из резуховидки Таля ( *Arabidopsis thaliana* )). N — ядро, V — вакуоль, PPB — препрофазная лента, MTN — начало скопления микротрубочек, NEB — распад ядерной оболочки в начале прометафазы. См. также от 24 февраля 2012 на Wayback Machine , показывающий этот процесс.

Препрофа́за — дополнительная фаза митоза , имеющаяся у растительных клеток и отсутствующая у других эукариот — животных и грибов . Она предшествует профазе и включает два основных события:

Образование препрофазной ленты , густого кольца из микротрубочек , расположенного под плазматической мембраной ;
Начало скопления микротрубочек около ядерной оболочки .

Функция препрофазы в клеточном цикле

Растительные клетки имеют жёстко зафиксированное положение среди соседних клеток своей ткани . В отличие от животных, у которых некоторые клетки эмбриона могут мигрировать и давать начало новым тканям или группам клеток в пределах ткани, морфогенез проростка высших растений целиком зависит от ориентации клеточных делений и последующего удлинения и дифференцировки клеток в пределах их клеточных стенок . Поэтому правильный контроль за плоскостями деления клеток и положением будущих клеточных стенок в растительных клетках имеет решающее значение для правильной структуры органов и тканей растений.

Препрофаза в митозе клеток растений служит для установления правильных плоскостей деления и правильного расположения клеточных стенок прежде, чем клетка вступит в профазу. Это достигается через образование временной структуры из микротрубочек, препрофазной ленты, а также до сих пор ещё неизвестного механизма, благодаря которому клетка способна «запоминать» положение препрофазной ленты, чтобы направлять рост новой клеточной стенки в нужном месте в ходе цитокинеза . В гаметофитных тканях на протяжении репродуктивной фазы жизненного цикла растений плоскости раздела между делящимися клетками определяются без использования препрофазной ленты .

В богатых вакуолями растительных клетках препрофазе может предшествовать образование фрагмосомы . Функция фрагмосомы состоит в том, чтобы временно зафиксировать ядро в центре клетки в ходе подготовки к митозу. Если фрагмосома видна, то препрофазная лента появится на её внешней стороне.

Образование препрофазной ленты

В начале препрофазы кортикальные микротрубочки растительной клетки исчезают и собираются в плотное кольцо под плазматический мембраной, называемое препрофазной лентой . Эта препрофазная лента проходит по экватору будущего митотического веретена , отмечая плоскость будущего клеточного деления и место образования клеточной пластинки. Препрофазная лента состоит из микротрубочек и актиновых микрофиламентов и существует вплоть до профазы. Ось, соединяющая полюса образующегося в профазе веретена деления, перпендикулярна плоскости, намеченной препрофазной лентой.

Скопление микротрубочек

В отличие от животных клеток, у клеток растений нет центросом , чтобы осуществлять сборку веретена деления. Напротив, ядерная оболочка выступает как центр организации микротрубочек . Поначалу скопление микротрубочек представляет собой актиновую зону вокруг ядерной оболочки . Эта зона изобилует микротрубочками, собирающимися на поверхности ядра. Препрофазное веретено формируется путём самосборки этих микротрубочек в цитоплазме вокруг ядерной оболочки. Оно скрепляется в веретено, связанное с кинетохорами, после того, как ядерная оболочка растворяется в конце профазы .

Переход в профазу

В течение перехода из препрофазы в профазу случайно ориентированные микротрубочки располагаются параллельно ядерной оболочке параллельно будущей с оси веретена. Это веретено называется профазным веретеном . Когда в начале прометафазы ядерная мембрана распадается, препрофазная лента исчезает, и профазное веретено переходит в метафазное, занимая место прежнего ядра . Эксперименты с препаратами, разрушающими микрофиламенты, показали, что актин может играть роль в поддержании клеточной «памяти», фиксирующей информацию о положении плоскости деления после того, как препрофазная лента распалась, чтобы направлять цитокинез в телофазе .

Примечания

Dhonukshe, P., Mathur, J., Hülskamp, M., Gadella, TWJ. Microtubule plus-ends reveal essential links between intracellular polarization and localized modulation of endocytosis during division-plane establishment in plant cells (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2005. — Vol. 3 . — P. 11 . — doi : . — . — PMC .
Otegui M., Staehelin L. A. Cytokinesis in flowering plants: more than one way to divide a cell (англ.) // Current Opinion in Plant Biology : journal. — 2000. — Vol. 3 , no. 6 . — P. 493—502 . — doi : . — .
↑ Hoshino H., Yoneda A., Kumagai F., Hasezawa S. Roles of actin-depleted zone and preprophase band in determining the division site of higher-plant cells, a tobacco BY-2 cell line expressing GFP-tubulin (англ.) // Protoplasma : journal. — 2003. — Vol. 222 , no. 3—4 . — P. 157—165 . — doi : . — .
Smirnova E. A., Bajer A. S. Early stages of spindle formation and independence of chromosome and microtubule cycles in Haemantus endosperm (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1998. — Vol. 40 , no. 1 . — P. 22—37 . — doi : . — .
Dixit R., Cyr R. J. Spatio-temporal relationship between nuclear membrane breakdown and preprophase band disappearance in cultured tobacco cells (англ.) // Protoplasma : journal. — 2002. — Vol. 219 , no. 1—2 . — P. 116—121 . — doi : . — .