Diferențele dintre Kinetochore și Nonkinetochore

Conţinut

• TL; DR (Prea lung; nu a citit)
• De ce este necesară mitoza?
• Etapele mitozei
• Ce este un Kinetochore?
• Diferențele dintre Kinetochores și Microtubuli Nonkinetochore
• Funcția unui Kinetochore
• Kinetochore și Nonkinetochore Interaction
• Verificarea erorilor
• O nouă frontieră

În eucariote, celulele corpului se împart pentru a face mai multe celule într-un proces numit mitoză. Celulele organelor reproducătoare suferă un alt fel de diviziune celulară numită meioză. În aceste procese, celulele intră în mai multe faze pentru a realiza divizarea. Kinetocorourile joacă un rol important în diviziunea celulară, asigurând distribuția corectă a ADN-ului către celulele fiice.

TL; DR (Prea lung; nu a citit)

Kinetochores și microtubuli nonkinetochore sunt destul de diferite în structură. Amândoi lucrează împreună pentru a asigura distribuția corectă a ADN-ului către celulele fiice în diviziunea celulară.

De ce este necesară mitoza?

Celulele eucariote sunt supuse mitozei pentru țesuturile noi sau în creștere și pentru reproducerea asexuală. O celulă se împarte în două celule fiice noi, împărțind nucleul și cromozomii pentru a face acest lucru. Aceste celule noi sunt identice.

Pentru ca acest proces să aibă loc cu succes, numărul de celule cromozomice trebuie menținut, ceea ce înseamnă că trebuie să fie copiate pentru fiecare celulă fiică. Oamenii au 23 de perechi de cromozomi în fiecare celulă. Fiecare cromozom stochează ADN. Perechile de cromozomi sunt numite cromatide surori, iar punctul în care se întâlnesc este denumit centromer.

Etapele mitozei

Obiectivul diviziunii celulare este de a copia materialul genetic în celule fiice noi, astfel încât să poată funcționa corect. Pentru ca acest lucru să se întâmple, fiecare unitate de ADN trebuie recunoscută, deci trebuie să existe o legătură între acesta și celelalte părți ale celulei pentru distribuire și trebuie să existe o modalitate de a muta ADN-ul la celulele fiice.

Între diviziunile celulare, celula se află într-o fază numită interfază, care constă din primul gol sau G₁ faza, faza S și al doilea gol sau G₂ fază.

După interfaza, mitoza începe cu prophase. In acest punct cromatinei în nucleu este duplicat. Cromatidele surori rezultate sunt răsucite compact. nucleoli pleacă și o structură numită a ax se formează în citoplasma celulei, formată din fibrele fusului.

prometafaza urmează. În această etapă, în citoplasmă există fragmente de înveliș nuclear. Fusul microtubuli, sau catene lungi de proteine ​​tubelice, avansează asupra cromozomilor pentru a-și începe activitatea. La centromerul alăturat între cromatidele surori, un complex proteic numit a kinetocor apare. Microtubulii se atașează de această nouă structură.

În metafază, centrosomii se formează la polii celulelor opuse. Cromozomii se aranjează într-o linie. Microtubulii se întind spre centrosomi și se formează un fus. Microtubulii realizează diapozitiv de anafază, mutând cromozomii până când sunt centralizați pe ecuatorul celulei.

Pe parcursul anafaza, cromatidele pereche sunt separate. Acestea formează noi cromozomi. Centrezomii lor sunt împinși în afară microtubuli nonkinetochore. Cromozomii sunt mutați la capetele opuse ale celulei.

telofază are ca rezultat alungirea celulară prin microtubuli nonkinetochore. Fostele fragmente nucleare ajută la crearea de noi nuclee pentru celulele fiice. Apoi cromozomii răsuciti se desfac.

În cele din urmă, în cytokinesis, citoplasma propriu-zisă a celulei este împărțită pentru a rezulta în noile celule fiice.

Ce este un Kinetochore?

În 1880, anatomistul Walther Flemming a descoperit locul de atașare pentru fusurile mitotice pe cromozomi. Acesta a fost kinetochore. Mai recent, kinetochorele umane au fost elucidate într-un ritm rapid.

Definiția kinetochorei în biologie este a complex proteic care se formează pe cromozomii din centrele lor, într-o zonă numită centromer. Cinetochorii joacă rolul crucial pentru distribuirea corectă a ADN-ului către celulele fiice noi în mitoză.

Acest complex proteic este considerat a macromoleculă. În timp ce ADN-ul diferitelor organisme variază mult, kinetochorele sunt foarte similare între specii și sunt astfel conservat.

Diferențele dintre Kinetochores și Microtubuli Nonkinetochore

Kinetochore diferă de microtubuli nonkinetochore în numeroase moduri. Diferența lor structurală este prima diferență. Kinetochorele sunt structuri mari formate din multe proteine ​​diferite, asamblate la centromerele cromozomilor.

Kinetochores servesc ca o punte între ADN-ul unui cromozom și microtubuli nonkinetochore. Microtubulii non-acetocore sunt polimeri care lucrează cu kinetochorii pentru alinierea și separarea cromozomilor. Microtubulii non-acetocore pot fi lungi și spinoase și servesc diferite funcții. Aceste structuri diferite trebuie să lucreze împreună pentru a realiza controlul cromozomilor și mișcarea lor în timpul mitozei.

Funcția unui Kinetochore

Kinetocorurile funcționează în esență ca mașini minuscule care interacționează cu structurile celulare pentru a muta cromozomii în timpul diviziunii celulare. Aceasta este o responsabilitate mare pentru kinetochore; dacă nu este mișcat corect, erorile în ADN-ul ar putea duce la tulburări genetice dăunătoare sau poate la cancer. Un kinetochore are nevoie de un centromer funcțional, astfel încât să se poată asambla pe ADN-ul cromozomial și să funcționeze la rolul său crucial.

histonă proteină centromere A, sau CENP-A, formează nucleozomi pe centromi. Servește ca site pentru formarea kinetochorelor. Nucleozomii CENP-A lucrează cu CENP-C, în cinetocorul intern, iar acest lucru permite asamblarea cinetocorei, astfel încât să fie copiată cromatina. Cinetocorul este utilizat ca metodă stabilă de recunoaștere a ADN-ului, astfel încât mitoza să poată continua.

Kinetochore și Nonkinetochore Interaction

Odată ce kinetochorii au voie să se adune pe un cromozom, proteinele se adună și încep să construiască mașina menționată mai sus. La vertebrate, pot exista peste 100 de proteine ​​într-un kinetochore. Cinetocorul interior este format din proteine ​​care interacționează cu centromerul cromatinei. Proteinele kinetochorelor exterioare funcționează pentru a lega microtubulele non-cetochore. Aceasta este o altă diferență între kinetochore și nonkinetochores.

Asamblarea kinetochorei este realizată cu atenție prin ciclul celular, astfel încât odată ce o celulă intră în mitoză, un ansamblu dinamic al kinetochorei poate avea loc în câteva minute. Apoi, complexul se poate dezasambla după cum este necesar. Controlul ansamblului kinetochore este asistat de fosforilare.

Kinetochorele trebuie să funcționeze direct cu mulți microtubuli nonkinetochore. Complexul numit Ndc80 permite această interacțiune. Este un pic de dans, deoarece microtubulii se schimbă în lungime pe măsură ce polimerizează și depolimerizează. Cinetocorul trebuie să țină pasul. Acest „dans” generează forță.

În timpul anafazei, kinetochorele sunt capturate de microtubuli nonkinetochore de la poli opuși și sunt trase de acei microtubuli, astfel încât cromozomii se pot separa. Motoare cu microtubuli, cum ar fi kinesinei și dynein ajută asta. Forța suplimentară este generată atunci când microtubulii se depolimerizează. Cinetocorul acționează ca un controlor al forțelor microtubulilor, astfel încât poate alinia cromozomii pentru segregare.

Verificarea erorilor

Cinetocorul dinamic nu este doar o mașină minusculă care îndepărtează cromozomii. De asemenea, funcționează ca verificare a controlului calității. Orice greșeli făcute în acest proces ar putea duce la erori genetice. Kinetocorurile funcționează, de asemenea, pentru a opri atașările defecte cu microtubuli; acest lucru este ajutat de Aurora B kinasa prin fosforilare.

Aproape de miezul centromilor, se numește un complex proteic Pcs1 / Mde4 funcționează pentru a preveni atașările imediate ale kinetochorei.

Pentru ca anafaza să se întâmple în mod corespunzător, erorile trebuie corectate sau altfel, anafazele trebuie amânate. Proteinele ajută la urmărirea oricăreia dintre aceste erori; o eroare are ca rezultat un semnal la kinetochore care duce la oprirea ciclului celular înainte de anafază.

În concluzie, kinetochorii diferă de microtubuli nonkinetochore atât în ​​structură cât și în funcție. Ambele trebuie să lucreze împreună pentru a obține succesul diviziunii celulare și conservarea ADN-ului în celulele fiice noi.

O nouă frontieră

Cercetătorii continuă să descopere modul în care structura și funcția kinetochorelor afectează segregarea cromozomilor în mitoză și meioză. Pe măsură ce mai multe cercetări se desfășoară, oamenii de știință vor avea o perspectivă mai clară asupra modului în care funcționează ansamblul kinetochore în timpul replicării ADN-ului, printre alte potențiale. Această mașină mică, dar puternică, menține diviziunea celulelor funcționând fără probleme și merită studiată în continuare.