Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- Miért szükséges a mitózis?
- A mitózis stádiumai
- Mi az a Kinetochore?
- Különbségek a kinetochores és a nonkinetochore mikrotubulusok között
- A Kinetochore funkciója
- Kinetochore és nonkinetochore interakció
- Hibák ellenőrzése
- Új határ
Az eukariótákban a test sejtjei megosztódnak, hogy több sejt jöjjön létre az úgynevezett folyamatban mitózis. A reproduktív szervsejtek újabb sejtosztódáson mennek keresztül, az úgynevezett miózis. Ezekben a folyamatokban a sejtek több szakaszba lépnek, hogy megosszák egymást. A kinetochores fontos szerepet játszanak a sejtosztódásban, biztosítva a DNS megfelelő eloszlását a lánysejtekben.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
A kinetochores és a nonkinetochore mikrotubulusok szerkezete meglehetősen eltérő. Mindkettő együtt működik, hogy biztosítsák a DNS megfelelő eloszlását a lánysejtekben a sejtosztódás során.
Miért szükséges a mitózis?
Az eukarióta sejtek mitózison mennek keresztül új vagy növekvő szövetekben és az aszexuális szaporodásban. Az egyik sejt két új lányos sejtre osztódik, ezzel megosztva a magot és a kromoszómákat. Ezek az új cellák azonosak.
Annak érdekében, hogy ez a folyamat sikeresen megtörténjen, fenn kell tartani a sejtek kromoszómaszámát, azaz minden egyes új sejthez másolni kell őket. Az embereknek 23 pár van kromoszómák minden cellában. Minden kromoszóma tárolja a DNS-t. A kromoszómapárokat megnevezzük nővére kromatidok, és azt a pontot, ahol találkoznak, a centromérához.
A mitózis stádiumai
A sejtosztódás célja az, hogy a genetikai anyagot új lánysejtekbe másolja oly módon, hogy képesek legyenek megfelelő működésre. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, minden egyes DNS-egységet fel kell ismerni, tehát kapcsolatnak kell lennie a megosztáshoz szükséges sejt más részeivel és a DNS-nek a lánysejtekbe történő mozgatásának módjával kell rendelkeznie.
A cellamegosztás között a cella úgynevezett fázisban van interfázis, amely az első résből vagy G-ből áll1 fázis, az S fázis és a második rés, vagy G2 fázis.
Az interfázis után a mitózis kezdődik prophase. Ezen a ponton kromatin a magban megismétlődik. Az így kapott testvérkromatidok kompaktan vannak csavarva. A nucleolus eltűnik, és egy a orsó formái a sejt citoplazmájában, orsószálakból készülnek.
prometafázis következik. Ebben a lépésben a citoplazmában vannak nukleáris burokfragmensek. Az orsó mikrotubulusokvagy hosszú, tubellus fehérje-szálak, előrehaladnak a kromoszómákon, hogy megkezdjék munkájukat. A nővérekromatidok szomszédos centromerénél az a kinetochorjához Megjelenik. A mikrotubulusok hozzákapcsolódnak ehhez az új struktúrához.
Ban ben metafázis, centroszómák képződnek az ellentétes sejtoszlopokon. A kromoszómák egy sorba rendeződnek. A mikrotubulusok a centroszómák felé húzódnak, és egy orsót készítenek. A mikrotubulusok elvégzik a anafázisú csúszda, amíg a kromoszómákat addig mozgatják, amíg a sejt egyenlítőjére központosulnak.
Alatt anafázist, a párosított kromatidok elválasztásra kerülnek. Ezek új kromoszómákat képeznek. Centroszómáikat elválasztják egymástól nonkinetochore mikrotubulusok. A kromoszómákat a sejt ellentétes végeire mozgatják.
Telofázis a nem-kinetochore mikrotubulusok révén meghosszabbítja a sejtet. A korábbi nukleáris fragmensek elősegítik új magok létrehozását a lánysejtek számára. Ezután a csavart kromoszómák meglazulnak.
Végül be citokinezis, a sejt aktuális citoplazmája fel van osztva, hogy az új lánysejtek alakuljanak ki.
Mi az a Kinetochore?
1880-ban Walther Flemming anatómus felfedezte a mitotikus orsók kapcsolódási helyét a kromoszómákon. Ez volt a kinetochore. Az utóbbi időben az emberi kinetochorákat gyorsan felismerik.
A kinetochore meghatározása a biológiában a fehérjekomplex amely kromoszómákon alakul ki a középpontjukban, egy centromérszerű nevű területen. A kinetochorák döntő szerepet játszanak a DNS megfelelő eloszlásában az új lánysejtekben a mitózis során.
Ezt a fehérjekomplexet a makromolekula. Míg a különböző organizmusok DNS-je nagymértékben változik, a kinetochorák fajokonként nagyon hasonlóak, és így vannak konzervált.
Különbségek a kinetochores és a nonkinetochore mikrotubulusok között
A kinetochores számos szempontból különbözik a nonkinetochore mikrotubulusoktól. Szerkezeti különbségük az első különbség. A kinetokorák sokféle fehérjéből álló nagy struktúrák, amelyek a kromoszómák centromerjein vannak összeállítva.
A kinetochores hídként szolgál a kromoszóma DNS-e és a nem-kinetochore mikrotubulusok között. A nonkinetochore mikrotubulusok olyan polimerek, amelyek kinetochorákkal dolgoznak a kromoszómák összehangolására és szétválasztására. A nonkinetochore mikrotubulumok lehetnek hosszúak és orsóak, és különféle funkciókat szolgálnak. Ezeknek a különböző struktúráknak azonban együtt kell működniük a kromoszómák és mozgásuk ellenőrzése érdekében a mitózis alatt.
A Kinetochore funkciója
A kinetochorák alapvetően apró gépekként működnek, amelyek kölcsönhatásba lépnek a sejtszerkezetekkel a kromoszómák mozgatásához a sejtosztódás során. Ez nagy felelősség a kinetochore számára; ha nem mozgatják megfelelően, akkor a DNS hibái káros genetikai rendellenességekhez vagy esetleg rákhoz vezethetnek. A kinetochorának szüksége van egy funkcionális centromerre, így össze tudja gyűjteni a kromoszómális DNS-t, és megkezdi a döntő szerepét.
A hiszton centromer fehérje Avagy a CENP-A nukleoszómokat képez a centromerekben. Ez a hely a kinetochorák kialakulásához. A CENP-A nukleoszómák együtt működnek a CENP-C-vel, a belső kinetochore-ban, és ez lehetővé teszi a kinetochore összeállítását, így a kromatin másolását. A kinetochore-t stabil DNS-felismerési módszerként használják, így a mitózis folytatódhat.
Kinetochore és nonkinetochore interakció
Miután a kinetochórokat hagyták a kromoszómán összegyűlni, a fehérjék összegyűlnek és elkezdenek felépíteni a fent említett gépet. A gerinces állatokon egy kinetokorában több mint 100 fehérje lehet. A belső kinetochore olyan fehérjékből áll, amelyek kölcsönhatásba lépnek a kromatin centromerjével. A külső kinetochores proteinek kötődnek a nem-kinetochore mikrotubulusokhoz. Ez egy másik különbség a kinetochores és a nonkinetochores között.
A kinetochore összeállítását gondosan végzik a sejtcikluson keresztül, hogy ha egy sejt belép a mitózisba, a kinetochore dinamikus összeállítása percek alatt megtörténhet. Ezután a komplexum szükség szerint szétszerelhető. A kinetochore összeszerelésének ellenőrzését a foszforiláció.
A kinetochoráknak sok nem-kinetochore mikrotubulussal kell közvetlenül működniük. A komplex úgynevezett Ndc80 lehetővé teszi ezt az interakciót. Ez kissé tánc, mivel a mikrotubulusok hosszában változnak, miközben polimerizálódnak és depolimerizálódnak. A kinetochore-nak lépést kell tartania. Ez a „tánc” erőt generál.
Az anafázis során a kinetochorákat nonkinetochore mikrotubulusok fogják el az ellenkező pólusoktól, és ezeket a mikrotubulusok húzzák, hogy a kromoszómák szétválhassanak. A mikrotubulus motorok, mint például kinezinhez és dinein segítse ezt. További erő keletkezik, amikor a mikrotubulusok depolimerizálódnak. A kinetochore a mikrotubulusok erőinek szabályozójaként működik, így a kromoszómákat sorba rendezheti a szegregációval.
Hibák ellenőrzése
A dinamikus kinetochore nem csupán egy apró gép, amely a kromoszómákat elválasztja egymástól. Ez a minőség-ellenőrzés ellenőrzéseként is működik. A folyamat során elkövetett hibák genetikai hibákat eredményezhetnek. A kinetochores a mikrotubulusokkal történő hibás kapcsolódások megállítását is segíti; ezt segíti Aurora B kináz foszforilezéssel.
A centromerek magja közelében egy fehérjekomplex, az úgynevezett PCS1 / Mde4 megakadályozza a kinetochore nem megfelelő rögzítését.
Ahhoz, hogy az anafázis helyesen megtörténjen, a hibákat ki kell javítani, különben késleltetni kell az anafázist. A fehérjék segítik ezen hibák felderítését; egy hiba egy olyan jelet eredményez a kinetochore-ban, amely a sejtciklus leállását eredményezi az anafázis előtt.
Összegezve: a kinetochores szerkezete és funkciója különbözik a nonkinetochore mikrotubulusoktól. Mindkettőnek együtt kell működnie a sikeres sejtosztódás és a DNS megőrzése érdekében az új lánysejtekben.
Új határ
A kutatók továbbra is azt fedezik fel, hogy a kinetochores szerkezete és működése hogyan befolyásolja a kromoszóma szegregációt mitózisban és meiosisban. A további kutatások előrehaladtával a tudósok remélhetőleg világosabb képet kapnak arról, hogyan működik a kinetochore-összeállítás a DNS replikáció során, többek között a lehetőségek között. Ez a kicsi, de hatalmas gép biztosítja a sejtosztódás zavartalan működését, ezért érdemes tovább tanulmányozni.