Die Zytokinese trennt die Chromosomen und Organellen einer Zelle in ihre Tochterzellen. Organellen teilen und wachsen vor der Zellteilung, können aber nicht de novo synthetisiert werden; Daher müssen Zellen mindestens eine Kopie jeder Organelle erhalten, um zu überleben. Derzeit sind viele Details, wie die Organellen verteilt sind, noch nicht vollständig geklärt.

Verteilung der zytoplasmatischen Determinanten

Das Zytoplasma enthält verschiedene Organellen sowie Salze, Proteine und Wasser. Die Verteilung kleiner Organellen wie Peroxisomen und Lysosomen kann durch einfache Diffusion erklärt werden. Da jede Zelle mehrere Kopien jeder Organelle besitzt, haben Tochterzellen eine hohe Wahrscheinlichkeit, mindestens eine Kopie der Organelle zu erhalten. Die Verteilung großer Organellen wie des ER oder des Chloroplasten erfordert jedoch komplexere, evolutionär konservierte Mechanismen.

Jüngste Fortschritte bei der Verbreitung von Golgi-Körpern

Der Golgi-Apparat bricht zusammen, wenn die Zellen in die Mitose eintreten. Zwei mögliche Modelle könnten die Verteilung des Golgi-Apparates in Tochterzellen erklären. Nach dem ersten Modell werden während der Prophase die Golgi-Tubuli gespalten und kleine Golgi-Stapel freigesetzt. Diese werden weiter in Vesikel und Tubuli fragmentiert. Diese mitotischen Golgi-Cluster (MGC) dispergieren sich im Zytoplasma und trennen sich während der Anaphase in die sich teilenden Zellen. Spindelmikrotubuli steuern die Verteilung von MGC in geordneter Weise. Das zweite Modell geht davon aus, dass die Golgi-Proteine und -Membranen zu Beginn der Mitose im ER resorbiert werden, was es dem Golgi ermöglicht, sich mit ER zu teilen.

Jüngste Fortschritte bei der Verteilung von Mitochondrien

Mitochondrien sind wichtige Organellen für das Überleben und Wachstum von Zellen. Bei der Mitose werden die Mitochondrien in kleinere Fragmente zerlegt, die sich dann zwischen den Tochterzellen aufteilen können. Ein konserviertes Protein DRP1 verengt die äußere Mitochondrienmembran und bewirkt eine mitochondriale Spaltung. Cyclin B-Cdk1 und Aurora-A, zwei mitotische Kinasen, regulieren die Aktivierung von DRP1.

Jüngste Fortschritte bei der Verteilung des endoplasmatischen Retikulums

Das interphase endoplasmatische Retikulum (ER) ist eine kontinuierliche Membran, die die Membranen für Golgi-Körper, Endolysosomen, Vesikel und die Plasmamembran synthetisiert. Während der Mitose kann das ER fragmentiert werden oder als Zisternen verbleiben. In HeLa-Zellen wird das ER als Zisternen aufrechterhalten und ist auf die Zellrinde beschränkt. Das ER ist ungleichmäßig verteilt, und die zentralen Zisternen sind mit der Spindel verbunden. Das ER kann an die Wände der mitotischen Zellrinde gebunden werden, bevor es an die Tochterzellen verteilt wird.