La citocinesi è il processo in cui due cellule che risultano dalla mitosi o divisione cellulare si separano in cellule separate. La citochinesi è resa possibile da microfilamenti, che sono filamenti costituiti da una proteina chiamata actina. L'actina esiste come singola proteina, ma può connettersi come i LEGO in una lunga verga. Durante la citocinesi, i filamenti di actina vengono tirati in un fascio, come una cintura, all'equatore o alla cintola tra le due celle di separazione. Le proteine ​​del motore della miosina estraggono l'anello dell'actina, provocando un restringimento dell'anello mentre i filamenti si separano simultaneamente. L'anello restringente tira con sé la membrana cellulare, con un conseguente effetto di pinzatura che separa le due cellule.

L'anello di actina contrattile

Durante la citochinesi, un anello contrattile di filamenti di actina si forma all'equatore tra i due poli che si separeranno in due celle. L'anello contrattile è formato dal raggruppamento di microfilamenti preesistenti o fibre di actina nella regione centrale. Questa struttura ad anello contrattile definisce la regione di presa che si verifica quando i due poli di una cella divisoria continuano a spaccarsi. Parte della ragione per cui l'anello si contrae è perché i filamenti di actina che sono in esso depolimerizzano, cioè i filamenti si dividono in singoli pezzi di actina. Il blocco del processo di depolimerizzazione impedisce all'anello di contrarsi.

Motori della miosina Tirare i filamenti di actina

Lo scopo dell'anello contrattile è molto più di una cintura robusta; è anche una ferrovia sulla quale le proteine ​​del motore della miosina "camminano", nel senso che afferrano e tirano filamenti di actina paralleli in direzioni opposte. Questa estrazione di miosine è parte di ciò che rende l'anello contratto o si restringe. Le proteine ​​della miosina hanno un pugno, o una regione simile a una mano che può afferrare un filamento di actina e tirare, così come catene leggere che regolano l'attività della mano. Le catene leggere si trovano nella regione del polso della miosina, come i braccialetti, controllando il movimento del polso e della mano. L'attività di tiro myosin è un'altra ragione per cui l'anello contrattile si restringe. La cancellazione della miosina o delle catene leggere di miosina rallenta il tasso di contrazione. Rallenta anche il tasso di depolimerizzazione dell'actina, che è richiesto per la contrazione.

Tirare la membrana

Lo scopo dell'anello contrattile non è solo quello di ridursi, ma di tirare la membrana plasmatica con mentre si restringe. La trazione della membrana è ciò che determina l'effetto "pinzatura", come se la membrana tra le due celle di separazione venisse schiacciata insieme su tutti i lati. Questo pizzicamento si verifica perché l'anello contrattile è collegato al plasma, o più esterno, membrana della cellula in corrispondenza di punti lungo la circonferenza dell'anello. Queste connessioni alla membrana, chiamate nodi, contengono anche proteine ​​della miosina. Ciò che accade esattamente a questi nodi non è chiaro, ma giocano un ruolo nel tirare la membrana, mentre l'anello contrattile si restringe.

The Disappearing Act

Nel discutere il ruolo dei microfilamenti nella citocinesi, è facile perdere una delle caratteristiche più importanti dei filamenti di actina, ovvero la loro capacità di depolimerizzare in singole molecole. I filamenti di actina sono molto dinamici in quanto possono formare i filamenti molto rapidamente e rompersi in singole unità molto rapidamente. Quando l'anello contrattile viene fatto restringendo e tirando la membrana, la struttura rimanente viene chiamata midbody, che è l'ultima connessione tra le due cellule figlie di una divisione cellulare. Questo midbody contiene una miscela densa di proteine ​​e filamenti chiamati microtubuli, ma senza filamenti di actina.