Zawartość
- TL; DR (Too Long; Didnt Read)
- Dlaczego mitoza jest konieczna?
- Etapy mitozy
- Co to jest kinetochor?
- Różnice między mikrotubulami kinetochorowymi i niekinetochorowymi
- Funkcja kinetochoru
- Interakcja kinetochorowa i niekinetochorowa
- Sprawdzanie błędów
- Nowa granica
U eukariontów komórki ciała dzielą się, tworząc więcej komórek w procesie zwanym mitoza. Komórki narządów rozrodczych przechodzą inny rodzaj podziału komórek zwany mejoza. W tych procesach komórki wchodzą w kilka faz, aby osiągnąć podział. Kinetochory odgrywają ważną rolę w podziale komórek, zapewniając prawidłowe rozmieszczenie DNA w komórkach potomnych.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
Mikrotubule kinetochorowe i niekinetochorowe mają zupełnie inną budowę. Obydwie pracują razem, aby zapewnić prawidłową dystrybucję DNA do komórek potomnych podczas podziału komórek.
Dlaczego mitoza jest konieczna?
Komórki eukariotyczne przechodzą mitozę dla nowych lub rosnących tkanek i do rozmnażania bezpłciowego. Jedna komórka dzieli się na dwie nowe komórki potomne, dzieląc w tym celu jądro i chromosomy. Te nowe komórki są identyczne.
Aby proces ten przebiegał pomyślnie, należy zachować liczbę komórek chromosomowych, co oznacza, że należy je skopiować dla każdej nowej komórki potomnej. Ludzie mają 23 pary chromosomy w każdej komórce. Każdy chromosom przechowuje DNA. Pary chromosomów są nazywane chromatydy siostrzane, a punkt, w którym się spotykają, nazywa się centromer.
Etapy mitozy
Celem podziału komórek jest skopiowanie materiału genetycznego do nowych komórek potomnych w taki sposób, aby były one w stanie prawidłowo funkcjonować. Aby tak się stało, każda jednostka DNA musi zostać rozpoznana, więc musi istnieć połączenie między nią a innymi częściami komórki w celu dystrybucji, i musi istnieć sposób na przeniesienie DNA do komórek potomnych.
Pomiędzy podziałami komórkowymi komórka znajduje się w fazie zwanej interfaza, który składa się z pierwszej przerwy lub G1 faza, faza S i druga przerwa lub G2 faza.
Po interfazie rozpoczyna się mitoza propaza. W tym momencie chromatyna w jądrze jest zduplikowany. Powstałe siostrzane chromatydy są skręcone w sposób zwarty. The jąderko odchodzi, a struktura o nazwie a wrzeciono tworzy się w cytoplazmie komórki, wykonanej z włókien wrzeciona.
Prometafaza następuje. Na tym etapie w cytoplazmie znajdują się fragmenty otoczki jądrowej. Wrzeciona mikrotubulelub długie rurkowe nici białkowe, przejdź do chromosomów, aby rozpocząć ich pracę. W sąsiednim centromerie między chromatydami siostrzanymi kompleks białkowy zwany a kinetochor pojawia się. Mikrotubule dołączają się do tej nowej struktury.
W metafaza, centrosomy tworzą się na przeciwnych biegunach komórkowych. Chromosomy układają się w jednej linii. Mikrotubule rozciągają się w kierunku centrosomów i powstaje wrzeciono. Mikrotubule wykonują szkiełko anafazowe, przesuwając chromosomy, dopóki nie zostaną scentralizowane na równiku komórki.
Podczas anafaza, sparowane chromatydy są rozdzielane. Tworzą one nowe chromosomy. Ich centrosomy są rozdzielane mikrotubule niekinetochorowe. Chromosomy są przenoszone na przeciwne końce komórki.
Telofaza powoduje wydłużenie komórkowe przez mikrotubule niekinetochorowe. Poprzednie fragmenty jądrowe pomagają w tworzeniu nowych jąder komórkowych komórek potomnych. Następnie skręcone chromosomy rozluźniają się.
Wreszcie w cytokineza, rzeczywista cytoplazma komórki zostaje podzielona, co powoduje powstanie nowych komórek potomnych.
Co to jest kinetochor?
W 1880 roku anatom anatom Walther Flemming odkrył miejsce przyłączenia wrzecion mitotycznych na chromosomach. To był kinetochor. Niedawno ludzkie kinetochory zostały wyjaśnione w szybkim tempie.
Definicja kinetochoru w biologii to kompleks białkowy który tworzy się na chromosomach w ich centrach, w obszarze zwanym centromerem. Kinetochory odgrywają kluczową rolę w prawidłowej dystrybucji DNA do nowych komórek potomnych w mitozie.
Ten kompleks białkowy jest uważany za makrocząsteczka. Podczas gdy DNA różnych organizmów jest bardzo zróżnicowane, kinetochory są bardzo podobne u różnych gatunków, a zatem są konserwowane.
Różnice między mikrotubulami kinetochorowymi i niekinetochorowymi
Kinetochory różnią się od mikrotubul niekinetochorowych na wiele sposobów. Ich różnica strukturalna jest pierwszą różnicą. Kinetochory to duże struktury zbudowane z wielu różnych białek, zmontowane w centromerach chromosomów.
Kinetochory służą jako pomost między DNA chromosomu a mikrotubulami niekinetochorowymi. Mikrotubule niekinetochorowe to polimery, które współpracują z kinetochorami w celu wyrównania i oddzielenia chromosomów. Mikrotubule niekinetochorowe mogą być długie i sprężyste i pełnią różne funkcje. Te różne struktury muszą jednak współpracować, aby uzyskać kontrolę nad chromosomami i ich ruchem podczas mitozy.
Funkcja kinetochoru
Kinetochory działają w zasadzie jako małe maszyny, które oddziałują ze strukturami komórkowymi, aby poruszać chromosomami podczas podziału komórek. Jest to duża odpowiedzialność za kinetochor; jeśli nie zostanie odpowiednio przeniesiony, błędy w DNA mogą prowadzić do szkodliwych zaburzeń genetycznych lub raka. Kinetochor potrzebuje funkcjonalnego centromeru, aby mógł gromadzić się na chromosomalnym DNA i zająć się jego kluczową rolą.
The białko centromerowe histonu Alub CENP-A tworzy nukleosomy na centromerach. Służy jako miejsce tworzenia się kinetochorów. Nukleosomy CENP-A działają z CENP-C w wewnętrznym kinetochorze, co pozwala na złożenie kinetochoru w celu skopiowania chromatyny. Kinetochor jest stosowany jako stabilna metoda rozpoznawania DNA, dzięki czemu mitoza może być kontynuowana.
Interakcja kinetochorowa i niekinetochorowa
Gdy kinetochory mogą się gromadzić na chromosomie, białka gromadzą się i zaczynają budować wspomnianą maszynę. U kręgowców w jednym kinetochorze może znajdować się ponad 100 białek. Wewnętrzny kinetochor składa się z białek, które oddziałują z centromerem chromatyny. Zewnętrzne białka kinetochorów działają w celu wiązania mikrotubul niekinetochorowych. To kolejna różnica między kinetochorami i niekinetochorami.
Montaż kinetochoru jest starannie przeprowadzany przez cykl komórkowy, aby po wejściu komórki w mitozę dynamiczny montaż kinetochoru mógł nastąpić w kilka minut. Następnie kompleks można zdemontować w razie potrzeby. Kontrolę montażu kinetochoru wspomaga fosforylacja.
Kinetochory muszą bezpośrednio współpracować z wieloma mikrotubulami niekinetochorowymi. Kompleks o nazwie Ndc80 pozwala na tę interakcję. To trochę taneczne, ponieważ mikrotubule zmieniają swoją długość podczas polimeryzacji i depolimeryzacji. Kinetochor musi nadążyć. Ten „taniec” generuje siłę.
Podczas anafazy kinetochory są chwytane przez mikrotubule niekinetochorowe z przeciwnych biegunów i są wyciągane przez te mikrotubule, aby chromosomy mogły się rozdzielić. Silniki mikrotubul, takie jak kinezyna i dyneina wesprzyj to. Dodatkowa siła powstaje, gdy mikrotubule ulegają depolimeryzacji. Kinetochor działa jako kontroler sił mikrotubul, dzięki czemu może wyrównać chromosomy do segregacji.
Sprawdzanie błędów
Dynamiczny kinetochor to nie tylko mała maszyna rozsuwająca chromosomy. Działa również jako kontrola kontroli jakości. Wszelkie błędy popełnione w tym procesie mogą spowodować błędy genetyczne. Kinetochory działają również w celu zatrzymania wadliwych przywiązań za pomocą mikrotubul; pomaga to Kinaza Aurora B. poprzez fosforylację.
W pobliżu rdzenia centromerów kompleks białkowy o nazwie Pcs1 / Mde4 działa w celu zapobiegania niewłaściwym przyłączeniom kinetochoru.
Aby anafaza działała poprawnie, błędy muszą zostać poprawione, w przeciwnym razie anafaza musi zostać opóźniona. Białka pomagają wyśledzić którykolwiek z tych błędów; błąd skutkuje sygnałem w kinetochorze, który powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego przed anafazą.
Podsumowując, kinetochory różnią się od mikrotubul niekinetochorowych zarówno budową, jak i funkcją. Oba muszą współpracować, aby osiągnąć skuteczny podział komórek i zachowanie DNA w nowych komórkach potomnych.
Nowa granica
Naukowcy nadal odkrywają, w jaki sposób struktura i funkcja kinetochorów wpływa na segregację chromosomów w mitozie i mejozie. W miarę rozwoju kolejnych badań naukowcy będą mieli nadzieję, że między innymi możliwościami, będą lepiej widzieć, jak działa zespół kinetochoru podczas replikacji DNA. Ta mała, ale potężna maszyna utrzymuje płynny podział komórek i warto ją dalej badać.