Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Miksi mitoosi on tarpeen?
- Mitoosin vaiheet
- Mikä on Kinetochore?
- Erot kinetochoreiden ja nonkinetochore-mikrotubulusten välillä
- Kinetochoren toiminta
- Kinetochore- ja nonkinetochore-vuorovaikutus
- Virheiden tarkistaminen
- Uusi raja
Eukaryooteissa kehon solut jakautuvat lisää soluja kutsutun prosessin aikana mitoosin. Lisääntymiselinten solut käyvät läpi toisenlaista solujakautumista, nimeltään meioosi. Näissä prosesseissa solut siirtyvät useisiin vaiheisiin jakautumisen saavuttamiseksi. Kinetokooreilla on tärkeä rooli solujen jakautumisessa varmistaen DNA: n asianmukaisen jakautumisen tytärsoluihin.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kinetochores ja nonkinetochore mikrotubulles ovat rakenteeltaan melko erilaisia. Ne molemmat toimivat yhdessä varmistaakseen DNA: n asianmukaisen jakautumisen tytärsoluihin solunjakautumisen yhteydessä.
Miksi mitoosi on tarpeen?
Eukaryoottisoluissa tapahtuu mitoosi uusien tai kasvavien kudosten ja aseksuaalisen lisääntymisen varalta. Yksi solu jakaantuu kahdeksi uudeksi tytärsoluksi jakamalla ydin ja kromosomit tätä varten. Nämä uudet solut ovat identtisiä.
Jotta tämä prosessi tapahtuisi onnistuneesti, solujen kromosomimäärä on ylläpidettävä, mikä tarkoittaa, että ne on kopioitava jokaiselle uudelle tytärsolulle. Ihmisillä on 23 paria kromosomit jokaisessa solussa. Jokainen kromosomi tallentaa DNA: ta. Kromosomiparit nimetään sisar kromatidit, ja kohta, jossa he kohtaavat, kutsutaan sentromeeriantigeeni.
Mitoosin vaiheet
Solujen jakautumisen tavoitteena on kopioida geneettinen materiaali uusiin tytärisoluihin siten, että ne pystyvät toimimaan kunnolla. Jotta tämä tapahtuisi, jokainen DNA-yksikkö on tunnistettava, joten sen ja muiden solun osien välillä on oltava yhteys jakelua varten, ja on oltava tapa siirtää DNA tytärsoluihin.
Solujakojen välillä solu on vaiheessa, jota kutsutaan interphase, joka koostuu ensimmäisestä raosta tai G: stä1 vaihe, S-vaihe ja toinen rako tai G2 vaihe.
Interfaasin jälkeen mitoosi alkaa prophase. Tässä tilanteessa chromatin ytimessä on kopioitu. Tuloksena olevat sisarkromatidit kierretään tiiviisti. nucleolus sammuu, ja rakenne nimeltään a kara muodostaa solun sytoplasmassa, tehty karankuiduista.
prometafaasin seuraa. Tässä vaiheessa sytoplasmassa on ydinvaippafragmentteja. Karan mikrotubulustentai pitkät tubellike-proteiinin juosteet etenevät kromosomeissa aloittaakseen työnsä. Sisarkromatidien välisessä vierekkäisessä sentromeerissä proteiinikompleksi, nimeltään a Kinetokori näkyviin. Mikrotubulukset kiinnittyvät tähän uuteen rakenteeseen.
Sisään metafaasivaiheeseen, vastakkaisissa solun navoissa muodostuu centrosomeja. Kromosomit järjestäytyvät linjaan. Mikrotubulukset venyvät kohti centrosomeja ja tehdään kara. Mikrotubulit suorittavat anafaasin liuku, siirtämällä kromosomeja, kunnes ne keskittyvät solun päiväntasaajaan.
Aikana anafaasisiirtymiseen, parilliset kromatidit erotetaan. Ne muodostavat uusia kromosomeja. Heidän keskikosomit eristävät toisistaan nonkinetochore-mikrotubulukset. Kromosomit siirretään solun vastakkaisiin päihin.
Telophase johtaa solujen venymiseen nonkinetochore-mikrotubulusten avulla. Entiset ydinfragmentit auttavat luomaan uusia ytimiä tytärsoluille. Sitten kiertyneet kromosomit irtoavat.
Lopuksi sytokineesiin, solun todellinen sytoplasma jaetaan, jotta saadaan uusia tytärsoluja.
Mikä on Kinetochore?
Vuonna 1880 anatomisti Walther Flemming löysi mitoottisten karan kiinnittymiskohdan kromosomeissa. Tämä oli kinetochore. Äskettäin ihmisen kinetokooreja on selvitetty nopeasti.
Kinetochore-määritelmä biologiassa on a proteiinikompleksi joka muodostuu kromosomeihin niiden keskuksissa, alueella, jota kutsutaan sentromeeriksi. Kinetokoreilla on tärkeä rooli DNA: n jakautumisessa asianmukaisesti uusiin tytärisoluihin mitoosissa.
Tätä proteiinikompleksia pidetään a makromolekyyli. Vaikka eri organismien DNA vaihtelee suuresti, kinetokorit ovat hyvin samanlaisia lajeittain, ja ovatkin säilytettävä.
Erot kinetochoreiden ja nonkinetochore-mikrotubulusten välillä
Kinetochores eroavat ei-kinetochore mikrotubulles useilla tavoilla. Niiden rakenteellinen ero on ensimmäinen ero. Kinetokorit ovat suuria rakenteita, jotka on valmistettu monista eri proteiineista, koottu kromosomien sentromeereihin.
Kinetokorit toimivat silpana kromosomin DNA: n ja ei-kinetokooreisten mikrotubulusten välillä. Nonkinetochore-mikrotubulukset ovat polymeerejä, jotka toimivat kinetochoreiden kanssa kromosomien kohdistamiseksi ja erottamiseksi. Nonkinetochore-mikrotubulukset voivat olla pitkiä ja kierteisiä, ja ne palvelevat erilaisia toimintoja. Näiden erilaisten rakenteiden on kuitenkin toimittava yhdessä saavuttaakseen kromosomien ja niiden liikkumisen hallinnan mitoosin aikana.
Kinetochoren toiminta
Kinetokorit toimivat pääasiassa pieninä koneina, jotka ovat vuorovaikutuksessa solurakenteiden kanssa siirtämään kromosomeja solunjakautumisen aikana. Tämä on suuri vastuu kinetochorelle; Jos niitä ei siirretä kunnolla, DNA: n virheet voivat johtaa haitallisiin geneettisiin häiriöihin tai ehkä syöpään. Kinetokori tarvitsee toiminnallisen sentromeerin, jotta se voi koota kromosomaaliseen DNA: hon ja päästä työskentelemään sen tärkeän roolin parissa.
histonin sentromeeriproteiini Atai CENP-A muodostaa nukleosomeja sentromeereissä. Se toimii kinetohorien muodostumispaikkana. CENP-A-nukleosomit toimivat yhdessä CENP-C: n kanssa kinetokorissa sisemmässä osassa, ja tämä mahdollistaa kinetochoren kokoamisen siten, että kromatiini kopioidaan. Kinetokooraa käytetään vakaan menetelmänä DNA: n tunnistamisessa, jotta mitoosi voi edetä.
Kinetochore- ja nonkinetochore-vuorovaikutus
Kun kinetokooreiden on annettu koota kromosomiin, proteiinit kerääntyvät ja alkavat rakentaa mainittua konetta. Selkärankaisilla yhdessä kinetokorissa voi olla yli 100 proteiinia. Sisäinen kinetokoora koostuu proteiineista, jotka ovat vuorovaikutuksessa kromatiinin sentromeerin kanssa. Kinetokorien ulommat proteiinit sitoutuvat nonkinetochore-mikrotubuluksiin. Tämä on toinen ero kinetohorien ja ei-kinetochoreiden välillä.
Kinetokooran kokoonpano suoritetaan huolellisesti solusyklin läpi niin, että kun solu tulee mitoosiin, kinetokorin dynaaminen kokoonpano voi tapahtua minuuteissa. Sitten kompleksi voidaan purkaa tarpeen mukaan. Kinetochore-kokoonpanon hallintaa avustaa fosforylaatio.
Kinetochoreiden on toimittava suoraan monien ei-kinetochore-mikroputkien kanssa. Kompleksi nimeltään Ndc80 sallii tämän vuorovaikutuksen. Se on vähän tanssia, koska mikrotubulusten pituus muuttuu, kun ne polymeroituvat ja depolymeroituvat. Kinetochoren on pysyttävä paikallaan. Tämä “tanssi” tuottaa voimaa.
Anafaasin aikana nonkinetochore-mikrotubulukset tarttuvat kinetokooreihin vastakkaisista navoista ja ne vetävät ne mikrotubulukset, jotta kromosomit voivat erota. Mikroputkimoottorit, kuten kinesiini ja dynein auttaa tätä. Lisävoimaa syntyy, kun mikrotubulukset depolymeroituvat. Kinetokoora toimii mikrotubulusten voimien ohjaimena, joten se pystyy linjaamaan kromosomit segregaatiota varten.
Virheiden tarkistaminen
Dynaaminen kinetochore ei ole vain pieni kone, joka siirtää kromosomeja toisistaan. Se toimii myös laadunvalvonnan tarkistuksena. Mahdolliset prosessissa tehdyt virheet voivat johtaa geneettisiin virheisiin. Kinetochores pyrkii myös lopettamaan virheelliset kiinnitykset mikrotubuluksilla; tätä avustaa Aurora B-kinaasi fosforyloinnin kautta.
Lähellä sentromeerien ydintä, proteiinikompleksi nimeltään PCS1 / Mde4 estää vääriä kinetochore-kiinnityksiä.
Jotta anafaasi tapahtuisi kunnolla, virheet on korjattava, tai muuten anafaasi on viivästettävä. Proteiinit auttavat jäljittämään kaikki nämä virheet; virhe johtaa kinetokoriin signaaliin, joka johtaa solusyklin pysähtymiseen ennen anafaasia.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kinetokooraalit eroavat ei-kinetokooreista mikrotubuluksista sekä rakenteeltaan että toiminnaltaan. Molempien on työskenneltävä yhdessä onnistuneen solujakautumisen ja DNA: n säilymisen saavuttamiseksi uusissa tytärisoluissa.
Uusi raja
Tutkijat selvittävät edelleen, kuinka kinetokoreiden rakenne ja toiminta vaikuttavat kromosomien erotteluun mitoosissa ja meioosissa. Lisää tutkimuksen edetessä tutkijoilla on toivottavasti selkeämpi kuva siitä, kuinka kinetokoorakokoonpano toimii DNA-replikaation aikana, muun muassa. Tämä pieni, mutta mahtava kone pitää solunjakautumisen sujuvasti, ja se on syytä tutkia edelleen.