Cytoskeleton during Cell Division

동일한 세포골격 단백질들이 세포 주기의 단계에 따라 전혀 다른 고차 구조로 재조직된다. Figure 16-2는 이를 interphase와 유사분열(mitosis/cytokinesis) 두 상태로 비교하여 보여준다.

Interphase

• Actin filament: 세포 표면 아래 얇은 cortical network를 형성하여 세포 형태를 유지하고, stress fiber, lamellipodium, filopodium 등 다양한 구조를 이룬다.
• Microtubule: centrosome에서 핵화(nucleation)되어 세포 주변부를 향해 방사형으로 뻗는 aster 배열을 형성하며, 세포소기관의 위치를 결정하고 intracellular transport의 경로가 된다 (→ Centrosome).
• Intermediate filament: 핵 주위에 cage를 형성하고 세포질 전반에 걸쳐 뻗어 기계적 강도를 제공한다.

유사분열 및 세포질분열

세포가 분열에 진입하면 세포골격이 급격히 재편된다.

• Microtubule: interphase의 방사형 배열이 해체되고, 두 개의 centrosome에서 시작하는 mitotic spindle을 형성하여 염색체를 양 극으로 분리한다 (Chapter 17). Motor protein인 kinesin과 dynein이 방추사 구성과 염색체 이동을 주도한다.
• Actin filament: 세포질분열(cytokinesis) 시 분열면에 actin과 myosin II로 구성된 contractile ring이 형성되어 수축하면서 세포를 두 딸세포로 물리적으로 분리한다.
• Intermediate filament: 유사분열 진입 시 kinase에 의한 인산화로 부분적으로 해체된다. Nuclear lamin의 경우 핵막 붕괴와 함께 해체되었다가 분열 후 재조립된다.

이처럼 세포골격의 역동성(dynamics) 덕분에, 세포는 동일한 단백질 풀을 사용하면서도 세포 상태에 따라 기능적으로 완전히 다른 구조를 신속하게 구축할 수 있다.