Dotaz

Vyšší rostliny během evoluce opravdu přestaly využívat konkrétní místa organizující mikrotubuly v průběhu buněčného cyklu, která jsou známá pod názvem centrozóm s centriolami. Proto rostliny nazýváme acentrozomálními organismy. Je pravděpodobné, že tento přechod k jiné organizaci mikrotubulů souvisí s vývojem pevné buněčné stěny a s tím související ztrátou bičíku, který u stěnou obalených buněk pletiv vyšších rostlin ztrácí význam.

To ovšem neznamená, že vyšší rostliny nekontrolují nukleaci mikrotubulů. Naopak, prokázáno bylo, že molekulární základ komplexů, zajišťujících nukleaci rostlinných mikrotubulů, je v podstatě velmi podobný složení centrozómu. Jedná se například o gama tubulin, který je konzervovanou součástí nukleačních center všech organismů využívajících mikrotubuly, včetně rostlin.

Distribuce komplexů organizujících mikrotubuly je v rostlinných buňkách ovšem odlišná. Místo konkrétního místa, kde jsou v buňce mikrotubuly organizovány (centrozóm), rostliny distribuují četné nukleační komplexy v cytoplazmě. Tato distribuce souvisí se specifickou funkcí mikrotubulů v rostlinných buňkách během interfáze.

Mitotické vřeténko je bipolární strukturou. Rostlinné mitotické vřeténko není výjimkou, jedná se o dokonale bipolární strukturu, jejímž úkolem je rovnoměrná distribuce genetického materiálu do dvou buněk. Pro tvorbu této bipolární struktury není zásadní centrozóm s centriolami (koneckonců existují i příklady živočišných buněk, které postrádají centrozóm, a přesto vytvářejí dokonalé bipolární vřeténko).

Bipolarita rostlinného dělícího vřeténka a jeho umístění v buňce souvisí s formováním tzv. předmitotického vřeténka (neboli pro-spindle). Jedná se o mikrotubuly polymerované na jaderné membráně těsně před rozpadem membrány v profázi. Tyto mikrotubuly jsou již organizovány do bipolární struktury, jejíž orientace je prostorově kontrolována další mikrotubulární strukturou, související s dělením rostlinné buňky – předprofázovým prstencem mikrotubulů.

Na pólech struktury předmitotického vřeténka opět detekujeme konzervované molekuly účastnící se nukleace mikrotubulů, včetně gama tubulinu. V okamžiku rozpadu jaderné membrány se předmitotické vřeténko okamžitě formuje v bipolární strukturu mitotického vřeténka, které je udržováno díky samoorganizační schopnosti mikrotubulů ve spolupráci s četnými motorovými proteiny.

Póly rostlinného dělícího vřeténka nejsou tvořeny konkrétními strukturami centriol, ale širšími póly, obsahujícími faktory nutné pro nukleaci mikrotubulů, tedy proteinové komplexy obsahující gama tubulin. Mikrotubuly rostlinného mitotického vřeténka tedy nejsou umístěné na pólech "volně", ale jsou organizovány konzervovanou proteinovou mašinérií, která vytváří široké póly vřeténka a plně tak nahrazuje centrioly, známé z většiny živočišných buněk.

Schéma v perexu: Shutterstock.com