جهاز المغزل الانقسامي

يعد التوقيت الدقيق وتكوين المغزل الانقسامي أمرًا بالغ الأهمية لنجاح انقسام الخلية حقيقية النواة. من ناحية أخرى، لا تخضع الخلايا بدائية النواة للانقسام المتساوي وبالتالي لا تحتاج إلى مغزل انقسامي. ومع ذلك، فإن بروتين FtsZ الذي يلعب دورًا حيويًا في الانقسام السيتوبلازمي في بدائيات النواة يشبه إلى حد كبير من الناحيتين الهيكلية والوظيفية التوبيولين، وهو الوحدة البنائية للأنيبيبات الدقيقة التي تشكل ألياف المغزل الانقسامي الضرورية لحقيقيات النواة. يوجه تشكيل حلقة تتكون من وحدات متكررة من بروتين يسمى بروتين FtsZ (FtsZ) التقسيم بين المناطق النووية في بدائيات النواة. يؤدي تشكيل حلقة FtsZ إلى تراكم بروتينات أخرى تعمل معًا لتجنيد مواد غشائية وجدار خلوي جديدة إلى الموقع. يمكن لبروتينات FtsZ أن تشكل خيوطًا وحلقات وهياكل ثلاثية الأبعاد أخرى تشبه الطريقة التي يشكل بها التوبيولين الأنيبيبات الدقيقة والجسيمات المركزية ومكونات الهيكل الخلوي المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم كل من FtsZ والتوبيولين نفس مصدر الطاقة، GTP (جوانوسين ثلاثي الفوسفات)، لتجميع وتفكيك الهياكل المعقدة بسرعة.

يعد FtsZ والتوبيولين مثالاً على التماثل، وهي هياكل مشتقة من نفس الأصول التطورية. في هذا المثال، يُفترض أن FtsZ يشبه البروتين السلفي لكل من FtsZ الحديث والتوبيولين. بينما توجد كلا البروتينين في الكائنات الحية الموجودة حاليًا، فقد تطورت وظيفة التوبيولين وتنوعت بشكل كبير منذ تطورها من أصلها بدائي النواة الشبيه بـ FtsZ. يكشف مسح لآلية انقسام الخلية في حقيقيات النواة وحيدة الخلية الحالية عن خطوات وسيطة حاسمة لآلية الانقسام المتساوي المعقدة في حقيقيات النواة متعددة الخلايا (جدول 6.1).