Spindelvezels zijn aggregaten van microtubules die beweging chromosomen tijdens celdeling. Microtubules zijn eiwitfilamenten die op holle staafjes lijken. Spindelvezels worden gevonden in eukaryotische cellen en zijn een onderdeel van de cytoskelet net zoals trilharen en flagella.
Spindelvezels maken deel uit van een spindelapparaat dat chromosomen beweegt tijdens mitose en meiosis om een gelijkmatige verdeling van het chromosoom te verzekeren dochtercellen. Het spindelapparaat van een cel bestaat uit spindelvezels, motorproteïnen, chromosomen en, in sommige dierlijke cellen, microtubule-arrays genaamd asters. Spindelvezels worden geproduceerd in het centrosoom van cilindrische microtubules genaamd centrioles.
Spindelvezels en chromosoombeweging
Spindelvezel en celbeweging optreden wanneer microtubuli en motorproteïnen op elkaar inwerken. Motoreiwitten, die worden aangedreven door ATP, zijn gespecialiseerde eiwitten die actief microtubuli bewegen. Motoreiwitten zoals dyneïnen en kinesinen bewegen langs microtubuli waarvan de vezels langer of korter worden. De demontage en hermontage van microtubuli produceert de beweging die nodig is voor chromosoombeweging en celdeling.
Spindelvezels bewegen chromosomen tijdens celdeling door te hechten aan chromosoomarmen en centromeren. Een centromeer is het specifieke gebied van een chromosoom waar duplicaten zijn gekoppeld. Identieke, samengevoegde kopieën van één chromosoom staan bekend als zusterchromatiden. De centromere is ook waar eiwit complexen genoemd kinetochores zijn gevonden.
Kinetochores genereren vezels die zusterchromatiden aan spindelvezels hechten. Kinetochore-vezels en spindelpolaire vezels werken samen om chromosomen te scheiden tijdens mitose en meiose. Spindelvezels die tijdens celdeling geen contact maken met chromosomen, strekken zich uit van de ene celpool naar de andere. Deze vezels overlappen elkaar en duwen de celpolen van elkaar weg ter voorbereiding op cytokinese.
Spilvezels bij mitose
Spindelvezels zijn zeer actief tijdens mitose. Ze migreren door de cel en sturen chromosomen om te gaan waar ze heen moeten. Spindelvezels werken op dezelfde manier bij meiose, waar vier dochtercellen worden gevormd in plaats van twee, door homologe chromosomen uit elkaar te trekken nadat ze zijn gedupliceerd om zich voor te bereiden op deling.
Profase: Spindelvezels vormen aan tegenovergestelde polen van de cel. In dierlijke cellen verschijnt een mitotische as als asters die elk centrioolpaar omringen. De cel wordt langwerpig naarmate de spindelvezels zich uit elke pool uitstrekken. Zusterchromatiden hechten zich aan spilvezels aan hun kinetochoren.
Metafase: Spindelvezels, polaire vezels genoemd, strekken zich uit van celpolen naar het midden van de cel die bekend staat als de metafaseplaat. Chromosomen worden op de metafaseplaat vastgehouden door de kracht van spilvezels die op hun centromeren drukken.
Anafase: Spindelvezels verkorten en trekken zusterchromatiden in de richting van de spindelpalen. Gescheiden zusterchromatiden bewegen naar tegenovergestelde celpolen. Spindelvezels die niet zijn verbonden met chromatiden verlengen en verlengen de cel om ruimte te maken voor de cel om te scheiden.
Telofase: Spindelvezels verspreiden zich naarmate de chromosomen worden gescheiden en worden ondergebracht in twee nieuwe kernen.
Cytokinese: Er worden twee dochtercellen gevormd, elk met het juiste aantal chromosomen omdat spindelvezels hiervoor zorgden. Het cytoplasma verdeelt zich en de afzonderlijke dochtercellen scheiden volledig.