FRAGMOPLASTEN: EIGENSCHAFTEN, FUNKTIONEN, ZUSAMMENSETZUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Phragmoplasten sind Strukturen, die hauptsächlich durch eine Mikrotubuli-Anordnung gebildet werden, oder Mikrofibrillen sind in einem Zylinder innerhalb der Pflanzenzellteilung angeordnet und werden während der Anaphase (dritte Phase der Mitose) oder der späten Telophase (vierte und letzte Phase der Mitose) früh.

Die Zytokinese ist das Endstadium des Zellzyklus und besteht aus der Trennung und Segmentierung des Zytoplasmas. Dieser Prozess findet in der letzten Phase der Mitose statt und unterscheidet sich bei Pflanzen, Pilzen und Tieren. In Pflanzen kommt es normalerweise zur Bildung von Fragmoplasten, der Zellplatte und der Zellwand. Die Rolle von Fragmoplasten ist während der Zytokinese in Pflanzen wesentlich.

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Vorüberlegungen

Pflanzen, Pilze sowie einige Algen, Bakterien und Archaeen haben ihre Zellen durch eine Zellwand geschützt, die eine widerstandsfähige, manchmal starre Schicht darstellt, die sich an der Außenseite der Plasmamembran befindet.

Die Funktionen der Zellwand bestehen darin, den Inhalt der Zelle zu schützen, ihr Steifheit zu verleihen sowie als Vermittler in allen Beziehungen der Zelle zur Umwelt und als Zellkompartiment zu fungieren.

Die Zytokinese ist in pflanzlichen Zellen komplexer als in tierischen Zellen, da diesen eine starre äußere Zellwand fehlt. Das Vorhandensein von Zytoskelettstrukturen wie der Präprophasenbande (PPB) und Fragmoplasten kann als Beweis für die Schwierigkeiten angesehen werden, die die Zellwand dem Prozess der Zellteilung auferlegt.

Diese beiden Strukturen, die nur für Pflanzenzellen gelten, sind erforderlich, um eine ordnungsgemäße Positionierung und Montage einer neuen Zellwand zur Trennung von zwei Schwesterkernen sicherzustellen.

Fragmoplasten weisen nur kleine und entfernte strukturelle Ähnlichkeiten mit dem Mittelkörper tierischer zytokinetischer Zellen auf.

Allgemeine Eigenschaften von Fragmoplasten

Fragmoplasten sind Strukturen, die nur in Pflanzenzellen von Landpflanzen und einigen Algengruppen vorkommen.

Sie haben eine zylindrische Form und bestehen aus zwei gegenüberliegenden Scheiben aus Mikrotubuli (aus mitotischer Verwendung), Membranen, Vesikeln (aus dem Golgi-Komplex) und Aktinfilamenten.

Andererseits ist anzumerken, dass seine Bildung aus dem Bereich stammt, der zuvor von der Äquatorplatte besetzt war.

Eigenschaften

Fragmoplasten haben eine wichtige Vielfalt von Funktionen, aber die relevantesten sind:

- Im Wesentlichen initiiert es die Bildung der Zellplatte.

- Lagert Wandmaterial mit Vesikeln aus dem Golgi-Apparat ab, aus dem dann eine neue geschlossene transversale Membranwand (Zellplatte) aufgebaut wird.

-Formt eine Art Mittellamellen, die für die Montage der Zellwand notwendig sind.

- Die Kommunikation zwischen dem zytoplasmatischen Fragmoplasten und den kortikalen Überresten einer zytoplasmatischen Struktur, die als Präprophase-Mikrotubuli-Bande bezeichnet wird, ermöglicht die Kontrolle über symmetrische und asymmetrische Zellteilungen.

Bildung der Zellwand dank der Aktivität des Fragmoplasten. Entnommen und bearbeitet von https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/ampliaciones/2-pared-celular.php

Komposition

Der Fragmoplast besteht aus Elementen des endoplasmatischen Retikulums, zellulären Strukturen, die aus Proteinpolymeren, sogenannten Mikrotubuli, gebildet werden, Mikrofilamenten eines globulären Proteins namens Actin und einer Vielzahl anderer unbekannter Proteine.

Myosin wurde auch in Fragmoplasten gefunden, und es wird angenommen, dass seine Rolle den Transport von Vesikeln vom Golgi-Apparat zur Zellplatte unterstützt.

Wie entstehen sie?

Da die Pflanzenzelle eine Zellwand hat, unterscheidet sich die Pflanzenzytokinese stark von der Tierzellzytokinese. Während dieses Prozesses der Zellteilung bilden Pflanzenzellen eine Zellplatte in der Mitte der Zelle.

Fragmoplasten bestehen hauptsächlich aus zwei Proteinzellstrukturen. Dies sind die Trainingsprozesse:

Mikrotubuli

Während des Prozesses der Zellplattenbildung wird der Fragmoplast gebildet. Diese setzt sich aus den Resten der mitotischen Spindel zusammen und besteht aus einer Reihe polarer Mikrotubuli, die offensichtlich aus den Resten des mitotischen Spindelapparates entstehen und in einer antiparallelen Matrix organisiert sind.

Diese Mikrotubuli sind senkrecht zur Teilungsebene ausgerichtet, wobei sich ihre "+" - Enden an oder nahe der Stelle der Zellteilung befinden und ihre negativen Enden den beiden Tochterkernen zugewandt sind.

Die sogenannten "+" - Enden sind die schnell wachsenden Enden und der Ort, an dem sich die Mikrotubuli verbinden. Daher ist es wichtig zu beachten, dass diese "+" - Enden in ein elektrodenses Material eingetaucht sind, das sich im zentralen Bereich befindet.

In der späteren Phase der Anaphase vereinigen sich die leicht ausgedehnten Mikrotubuli in der Zwischenzone seitlich zu einer zylindrischen Struktur, dem Fragmoplasten selbst.

Diese Struktur verkürzt sich anschließend in der Länge und dehnt sich seitlich aus, bis sie schließlich die Seitenwand erreicht. Während dieser Phase der Fragmoplastenexpansion tritt eine Änderung in der Organisation der Mikrotubuli auf.

Während der ursprüngliche Fragmoplastenzylinder aus bereits vorhandenen Mikrotubuli stammt, müssen sich in späteren Stadien des Zentrifugalwachstums neue Mikrotubuli bilden.

Aktin-Mikrofilamente

Aktin-Mikrofilamente sind auch ein wichtiger Bestandteil des Zytoskeletts von Fragmoplasten. Ihre Ausrichtung ist wie die von Mikrotubuli senkrecht zur Ebene der Zellplatte, wobei die "+" - Enden nach proximal gerichtet sind.

Im Gegensatz zu Mikrotubuli sind sie in zwei gegenüberliegenden Anordnungen organisiert, die sich nicht überlappen oder direkt verbinden. Mit den positiven proximalen Enden sind die Aktin-Mikrofilamente auch so organisiert, dass der Transport von Vesikeln zur Ebene der Platte erleichtert wird.

Wie ist es an der Bildung der Zellwand beteiligt?

Die Stelle, an der die Zellteilung stattfinden wird, wird durch eine Umlagerung der Mikrotubuli bestimmt, die die Präprophasenbande, die mitotische Spindel und den Fragmoplasten bilden. Wenn die Mitose beginnt, depolymerisieren die Mikrotubuli und ordnen sich neu an, wobei sie die Präprophasenbande um den Kern bilden.

Anschließend verschmelzen die vom trans-Golgi-Netzwerk (Netzwerk aus Zellstrukturen und Zisternen des Golgi-Apparats) auf die Fragmoplasten gerichteten Vesikel und bilden die Zellplatte. Die bipolare Organisation der Mikrotubuli ermöglicht dann den gerichteten Transport der Vesikel zum Ort der Zellteilung.

Schließlich dehnen sich die Mikrotubuli, Aktinfilamente aus dem Fragmoplasten und die Zellplatte im Verlauf der Zytokinese zentrifugal zur Peripherie der Zelle aus, wo sich die Zellplatte dann an die Zellwand der Stammzelle anlagert, um den Prozess von abzuschließen Zytokinese.

Verweise

1. A. Salazar und A. Gamboa (2013). Bedeutung von Pektinen für die Zellwanddynamik während der Pflanzenentwicklung. Journal of Biochemical Education.
2. CM Kimmy, T. Hotta, F. Guo, RW Roberson, YR Julie und B. Liua (2011). Die Wechselwirkung antiparalleler Mikrotubuli im Phragmoplasten wird durch das Mikrotubuli-assoziierte Protein MAP65-3 in Arabidopsis vermittelt. Die Pflanzenzelle.
3. D. Van Damme, GJ. Bouget †, K. Van Poucke, D. Inze´ und D. Geelen (2004). Molekulare Dissektion der Pflanzenzytokinese und der Phragmoplastenstruktur: eine Übersicht über GFP-markierte Proteine. Das Pflanzenjournal.
4. Phragmoplast Funktion? Lifeeasy Biologie. Von Biology.lifeeasy.org wiederhergestellt.
5. LA Staehelin und PK Hepler (1996). Zytokinese in höheren Pflanzenzellen.
6. Die Zelle. Zellzyklus. Phase M. Mitose und Zytokinese (2018) Atlas der Pflanzen- und Tierhistologie. Universität von Vigo. Von mmegias.webs.uvigo.es wiederhergestellt.
7. Taiz und E. Zeiger. (2006). Pflanzenphysiologie 3. Aufl. ARMED Editora SA 719 S.
8. L. Taiz und E. Zeiger. (2006). Pflanzenphysiologie Band 2. Costelló de la Plana: Veröffentlichungen der Universität Jaume I. 656 pp.
9. MS Otegui, KJ Verbrugghe und AR Skop (2005) Mittelkörper und Phragmoplasten: analoge Strukturen, die an der Zytokinese beteiligt sind. Trends in Cell Bioloy.
10. J. de Keijzer, BM Mulder und E. Marcel (2014). Mikrotubuli-Netzwerke für die Zellteilung von Pflanzen. System- und Synthetische Biologie.
11. O. Marisa und LA Staehelin (2000) Zytokinese in Blütenpflanzen: mehr als eine Möglichkeit, eine Zelle zu teilen. Cerrent Opinion in der Pflanzenbiologie.
12. LA Staehelin und PK Hepler (1996) Cytokinese in höheren Pflanzen. Zelle.
13. D. Van Damme, GJ. Bouget, K. Van Poucke, D. Inzé und Danny Geelen (2004) Molekulare Dissektion der Pflanzenzytokinese und der Phragmoplastenstruktur: eine Übersicht über GFP-markierte Proteine. Das Pflanzenjournal.