Il fragmoplasti sono strutture formate principalmente da un insieme di microtubuli o microfibrille che sono disposte a forma di botte all'interno della cellula vegetale in divisione e si formano durante l'anafase tardiva (terza fase della mitosi) o la telofase (quarta e ultima fase della mitosi) precocemente.
La citochinesi è la fase finale del ciclo cellulare e consiste nella separazione e segmentazione del citoplasma. Questo processo avviene durante l'ultima fase della mitosi ed è diverso nelle piante, nei funghi e negli animali. Nelle piante di solito comporta la formazione di fragmoplasti, la piastra cellulare e la parete cellulare. Il ruolo dei fragmoplasti è essenziale durante la citochinesi nelle piante.
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Piante, funghi e alcune alghe, batteri e archeobatteri hanno le loro cellule protette da una parete cellulare, che è uno strato resistente, a volte rigido, che si trova all'esterno della membrana plasmatica..
Le funzioni della parete cellulare sono di proteggere il contenuto della cellula, di conferirle rigidità, nonché di agire da mediatore in tutte le relazioni della cellula con l'ambiente e da compartimento cellulare..
La citochinesi è più complessa nelle cellule vegetali che in quelle animali, perché queste ultime mancano di una parete cellulare esterna rigida. La presenza di strutture citoscheletriche come la banda preprofase (PPB) e fragmoplasti può essere considerata una prova delle difficoltà che la parete cellulare impone al processo di divisione cellulare..
Queste due strutture, uniche per le cellule vegetali, sono necessarie per garantire il corretto posizionamento e assemblaggio di una nuova parete cellulare per separare due nuclei fratelli..
I fragmoplasti hanno somiglianze strutturali solo piccole e distanti con il corpo centrale delle cellule citochinetiche animali..
I fragmoplasti sono strutture uniche delle cellule vegetali delle piante terrestri e di alcuni gruppi di alghe.
Hanno forma cilindrica e sono composti da due dischi contrapposti di microtubuli (di uso mitotico), membrane, vescicole (del complesso di Golgi) e filamenti di actina..
D'altra parte, va notato che la sua formazione ha origine nell'area precedentemente occupata dalla placca equatoriale.
I fragmoplasti hanno un'importante varietà di funzioni, ma le più rilevanti sono:
-Essenzialmente avvia la formazione della placca cellulare.
-Deposita materiale della parete contenente vescicole dall'apparato di Golgi, che viene quindi utilizzato per costruire una nuova parete della membrana trasversale chiusa (piastra cellulare).
-Forma una sorta di lamelle centrali, necessarie per l'assemblaggio della parete cellulare.
-La comunicazione tra il fragmoplasto citoplasmatico e i resti corticali di una struttura citoplasmatica chiamata banda dei microtubuli preprofase, è ciò che consente il controllo sulle divisioni cellulari simmetriche e asimmetriche.
Il fragmoplasto è composto da elementi del reticolo endoplasmatico, strutture cellulari formate da polimeri proteici chiamati microtubuli, microfilamenti di una proteina globulare chiamata actina e una moltitudine di altre proteine sconosciute.
La miosina è stata trovata anche nei fragmoplasti e si ritiene che la sua funzione aiuti il trasporto delle vescicole dall'apparato di Golgi alla piastra cellulare..
Poiché la cellula vegetale ha una parete cellulare, la citochinesi vegetale è molto diversa dalla citochinesi delle cellule animali. Durante questo processo di divisione cellulare, le cellule vegetali costruiscono una piastra cellulare al centro della cellula..
I fragmoplasti sono composti principalmente da due strutture cellulari proteiche. Questi sono i processi di formazione:
Durante il processo di formazione della placca cellulare, si forma il fragmoplasto. Questo è assemblato dai resti del fuso mitotico ed è costituito da una serie di microtubuli polari che apparentemente derivano dai resti dell'apparato del fuso mitotico e sono organizzati in una matrice antiparallela..
Questi microtubuli sono allineati perpendicolarmente al piano di divisione con le loro estremità "+" situate in corrispondenza o vicino al sito di divisione cellulare e le loro estremità negative sono rivolte verso i due nuclei figlie..
Le cosiddette estremità "+" sono le estremità a crescita rapida e sono il punto in cui i microtubuli si legano. Pertanto, è importante notare che queste estremità "+" sono immerse in un materiale elettrodenso situato nella zona centrale..
Nella fase successiva dell'anafase, i microtubuli leggermente estesi nella zona intermedia si uniscono lateralmente in una struttura cilindrica, il fragmoplasto stesso.
Questa struttura successivamente si accorcia in lunghezza e si espande lateralmente fino a raggiungere finalmente la parete laterale. Durante questa fase di espansione del fragmoplasto, si verifica un cambiamento nell'organizzazione dei microtubuli..
Mentre il cilindro fragmoplast iniziale proviene da microtubuli preesistenti, nuovi microtubuli devono formarsi nelle fasi successive della crescita centrifuga..
I microfilamenti di actina sono anche un importante componente citoscheletrico dei fragmoplasti. Il loro allineamento, come quello dei microtubuli, è perpendicolare al piano della piastra cellulare, con le estremità "+" dirette prossimalmente.
A differenza dei microtubuli, sono organizzati in due insiemi opposti che non si sovrappongono né si uniscono direttamente. Con le estremità positive prossimali, anche i microfilamenti di actina sono organizzati in modo da facilitare il trasporto delle vescicole sul piano della placca..
Il sito in cui si verificherà la divisione cellulare è stabilito da un riarrangiamento dei microtubuli che formano la banda preprofase, il fuso mitotico e il fragmoplasto. Quando inizia la mitosi, i microtubuli si depolimerizzano e si riorganizzano, formando la banda preprofase attorno al nucleo..
Successivamente, le vescicole dirette dalla rete trans Golgi (rete di strutture cellulari e cisterne dell'apparato di Golgi) verso il fragmoplasto si fondono e danno origine alla piastra cellulare. Quindi, l'organizzazione bipolare dei microtubuli consente il trasporto direzionale delle vescicole al sito di divisione cellulare.
Infine, i microtubuli, i filamenti di actina dal fragmoplasto e la piastra cellulare si espandono centrifugamente verso la periferia della cellula mentre procede la citochinesi, dove la piastra cellulare si attacca quindi alla parete cellulare della cellula staminale per completare il processo di citochinesi.
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