FRAGMOPLASTEN: KENMERKEN, FUNCTIES, SAMENSTELLING - BIOLOGIE - 2025

De phragmoplasten zijn structuren die voornamelijk worden gevormd door een microtubuli-assemblage of microfibrillen zijn gerangschikt in een vat binnen de celdeling van planten en worden gevormd tijdens anafase (derde fase van mitose) of late telofase (vierde en laatste fase van de mitose) vroeg.

Cytokinese is de laatste fase van de celcyclus en bestaat uit de scheiding en segmentatie van het cytoplasma. Dit proces vindt plaats tijdens de laatste fase van de mitose en is anders bij planten, schimmels en dieren. Bij planten gaat het meestal om de vorming van fragmoplasten, de celplaat en de celwand. De rol van fragmoplasten is essentieel tijdens cytokinese in planten.

Fragmoplast. Genomen en bewerkt vanaf
http://biologia.fciencias.unam.mx/plantasvasulares/GlosarioPlantas/AnatomiaVegetal/index.html

Inleidende overwegingen

Planten, schimmels, maar ook sommige algen, bacteriën en archaea hebben hun cellen beschermd door een celwand, een resistente, soms stijve laag die zich aan de buitenkant van het plasmamembraan bevindt.

De functies van de celwand zijn om de inhoud van de cel te beschermen, deze stijf te maken, en als bemiddelaar te fungeren in alle relaties van de cel met de omgeving en als celcompartiment.

Cytokinese is complexer in plantencellen dan in dierlijke cellen, omdat deze laatste geen starre externe celwand hebben. De aanwezigheid van cytoskeletstructuren zoals de preprofaseband (PPB) en fragmoplasten kan worden beschouwd als een bewijs van de moeilijkheden die de celwand veroorzaakt bij het proces van celdeling.

Deze twee structuren, uniek voor plantencellen, zijn nodig om de juiste positionering en montage van een nieuwe celwand te verzekeren om twee zusterkernen te scheiden.

Fragmoplasten vertonen slechts kleine en verre structurele overeenkomsten met het middenlichaam van dierlijke cytokinetische cellen.

Algemene kenmerken van fragmoplasten

Fragmoplasten zijn structuren die uniek zijn voor plantencellen van landplanten en sommige groepen algen.

Ze zijn cilindrisch van vorm en bestaan ​​uit twee tegenover elkaar liggende schijven van microtubuli (van mitotisch gebruik), membranen, blaasjes (van het Golgi-complex) en actinefilamenten.

Aan de andere kant moet worden opgemerkt dat de formatie ervan afkomstig is uit het gebied dat voorheen werd ingenomen door de equatoriale plaat.

Kenmerken

Fragmoplasten hebben een belangrijke verscheidenheid aan functies, maar de meest relevante zijn:

-In wezen initieert het de vorming van de celplaat.

- Afzettingen van wandmateriaal met daarin blaasjes van het Golgi-apparaat, die vervolgens worden gebruikt om een ​​nieuwe gesloten transversale membraanwand (celplaat) te bouwen.

-Vormt een soort middenlamellen, die nodig zijn voor de montage van de celwand.

-De communicatie tussen de cytoplasmatische fragmoplast en de corticale overblijfselen van een cytoplasmatische structuur genaamd de preprofase microtubulusband, is wat controle mogelijk maakt over symmetrische en asymmetrische celdelingen.

Vorming van de celwand dankzij de activiteit van de fragmoplast. Genomen en bewerkt vanaf https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/ampliaciones/2-pared-celular.php

Samenstelling

De fragmoplast bestaat uit elementen van het endoplasmatisch reticulum, cellulaire structuren die zijn opgebouwd uit eiwitpolymeren die microtubuli worden genoemd, microfilamenten van een globulair eiwit dat actine wordt genoemd, en een groot aantal andere onbekende eiwitten.

Myosine is ook aangetroffen in fragmoplasten en er wordt aangenomen dat de functie ervan helpt bij het transport van blaasjes van het Golgi-apparaat naar de celplaat.

Hoe worden ze gevormd?

Omdat de plantencel een celwand heeft, is plantencytokinese heel anders dan dierlijke celcytokinese. Tijdens dit proces van celdeling bouwen plantencellen een celplaat in het midden van de cel.

Fragmoplasten zijn voornamelijk samengesteld uit twee eiwitcelstructuren. Dit zijn de trainingsprocessen:

Microtubuli

Tijdens het proces van celplaatvorming wordt de fragmoplast gevormd. Dit is samengesteld uit de overblijfselen van de mitotische spoel en bestaat uit een reeks polaire microtubuli die lijken te ontstaan ​​uit de overblijfselen van het mitotische spoelapparaat en zijn georganiseerd in een antiparallelle matrix.

Deze microtubuli zijn loodrecht op het vlak van verdeling uitgelijnd met hun "+" uiteinden op of nabij de plaats van celdeling, en hun negatieve uiteinden zijn gericht naar de twee dochterkernen.

De zogenaamde "+" uiteinden zijn de snelgroeiende uiteinden en zijn de plaats waar de microtubuli zich hechten. Daarom is het belangrijk op te merken dat deze "+" uiteinden zijn ondergedompeld in een elektrodicht materiaal dat zich in het centrale gebied bevindt.

In de latere fase van anafase verenigen de enigszins verlengde microtubuli in de tussenliggende zone zich lateraal tot een cilindrische structuur, de fragmoplast zelf.

Deze structuur wordt vervolgens korter in lengte en zet lateraal uit tot het uiteindelijk de zijwand bereikt. Tijdens deze fase van fragmoplastuitbreiding treedt een verandering op in de organisatie van de microtubuli.

Terwijl de initiële fragmoplastcilinder afkomstig is van reeds bestaande microtubuli, moeten nieuwe microtubuli worden gevormd in latere stadia van centrifugale groei.

Actin microfilamenten

Actine-microfilamenten zijn ook een belangrijke cytoskeletcomponent van fragmoplasten. Hun uitlijning, zoals die van microtubuli, is loodrecht op het vlak van de celplaat, met de "+" uiteinden proximaal gericht.

In tegenstelling tot microtubuli zijn ze georganiseerd in twee tegenover elkaar liggende assemblages die elkaar niet overlappen of direct samenkomen. Met de positieve proximale uiteinden zijn de actine-microfilamenten ook zo georganiseerd dat het transport van blaasjes naar het vlak van de plaat zou vergemakkelijken.

Hoe neemt het deel aan de vorming van de celwand?

De plaats waar celdeling zal plaatsvinden, wordt bepaald door een herschikking van de microtubuli die de preprofaseband vormen, de mitotische spoel en de fragmoplast. Wanneer mitose begint, depolymeriseren de microtubuli en herschikken ze, waardoor de preprofaseband rond de kern wordt gevormd.

Vervolgens fuseren de blaasjes die vanuit het trans-Golgi-netwerk (netwerk van cellulaire structuren en reservoirs van het Golgi-apparaat) naar de fragmoplast worden geleid en vormen de celplaat. Vervolgens maakt de bipolaire organisatie van de microtubuli het directionele transport van de blaasjes naar de plaats van celdeling mogelijk.

Ten slotte zetten de microtubuli, actinefilamenten van de fragmoplast en de celplaat zich centrifugaal uit naar de periferie van de cel naarmate de cytokinese vordert, waar de celplaat zich vervolgens hecht aan de celwand van de stamcel om het proces van cytokinese.

Referenties

1. A. Salazar en A. Gamboa (2013). Belang van pectines in celwanddynamiek tijdens de ontwikkeling van planten. Journal of Biochemical Education.
2. CM Kimmy, T. Hotta, F. Guo, RW Roberson, YR Julie en B. Liua (2011). Interactie van antiparallelle microtubuli in de phragmoplast wordt gemedieerd door het microtubule-geassocieerde eiwit MAP65-3 in Arabidopsis. De plantencel.
3. D. Van Damme, FY. Bouget †, K. Van Poucke, D. Inze´ en D. Geelen (2004). Moleculaire dissectie van plantencytokinese en phragmoplaststructuur: een overzicht van GFP-gelabelde eiwitten. The Plant Journal.
4. Phragmoplast functie? Lifeeasy Biology. Opgehaald van biology.lifeeasy.org.
5. LA Staehelin en PK Hepler (1996). Cytokinese in hogere plantencel.
6. De cel. Cellulaire cyclus. Fase M. Mitose en cytokinese (2018) Atlas van histologie van planten en dieren. Universiteit van Vigo. Hersteld van mmegias.webs.uvigo.es.
7. Taiz en E. Zeiger. (2006). Plantenfysiologie 3e Edição. GEWAPEND Editora SA 719 pp.
8. L. Taiz en E. Zeiger. (2006). Plantenfysiologie Vol 2. Costelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I. 656 pp.
9. MS Otegui, KJ Verbrugghe en AR Skop (2005) Midbodies en phragmoplasten: analoge structuren die betrokken zijn bij cytokinese. Trends in Cell Bioloy.
10. J. de Keijzer, BM Mulder en E. Marcel (2014). Microtubule-netwerken voor de celdeling van planten. Systemen en synthetische biologie.
11. O. Marisa en LA Staehelin (2000) Cytokinese in bloeiende planten: meer dan één manier om een ​​cel te delen. Cerrent Opinion in Plant Biology.
12. LA Staehelin en PK Hepler (1996) Cytokinese in hogere planten. Cel.
13. D. Van Damme, FY. Bouget, K. Van Poucke, D. Inzé en Danny Geelen (2004) Moleculaire dissectie van plantencytokinese en phragmoplaststructuur: een overzicht van GFP-gelabelde eiwitten. The Plant Journal.