Οι διαφορές μεταξύ Kinetochore & Nonkinetochore

Περιεχόμενο

• TL · DR (Πολύ μακρύ;
• Γιατί είναι απαραίτητη η μίτωση;
• Στάδια της Μίτσης
• Τι είναι το Kinetochore;
• Διαφορές μεταξύ των μικροσωληνίσκων Kinetochores και Nonkinetochore
• Η λειτουργία ενός Kinetochore
• Kinetochore και Nonkinetochore Αλληλεπίδραση
• Έλεγχος για σφάλματα
• Ένα νέο σύνορο

Σε ευκαρυωτικά, τα κύτταρα του σώματος χωρίζουν για να κάνουν περισσότερα κύτταρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται μίτωσις. Τα κύτταρα των αναπαραγωγικών οργάνων υποβάλλονται σε ένα άλλο είδος κυτταρικής διαίρεσης που ονομάζεται Μεϊώση. Σε αυτές τις διαδικασίες, τα κύτταρα εισέρχονται σε διάφορες φάσεις για να επιτύχουν διαίρεση. Οι κινετοί διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κυτταρική διαίρεση, εξασφαλίζοντας τη σωστή κατανομή του DNA στα θυγατρικά κύτταρα.

TL · DR (Πολύ μακρύ;

Οι κινοτοκοί και οι μικροκλωβοι μη κινετοχόρ έχουν αρκετά διαφορετική δομή. Και οι δύο συνεργάζονται για να διασφαλίσουν τη σωστή κατανομή του DNA στα θυγατρικά κύτταρα στην κυτταρική διαίρεση.

Γιατί είναι απαραίτητη η μίτωση;

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα υποβάλλονται σε μίτωση για νέους ή αναπτυσσόμενους ιστούς και για ασεξουαλική αναπαραγωγή. Ένα κύτταρο χωρίζεται σε δύο νέα θυγατρικά κύτταρα, χωρίζοντας τον πυρήνα και τα χρωμοσώματα για να το κάνει αυτό. Αυτά τα νέα κύτταρα είναι πανομοιότυπα.

Για να γίνει αυτή η διαδικασία με επιτυχία, ο αριθμός χρωμοσωμάτων των κυττάρων πρέπει να διατηρηθεί, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να αντιγραφούν για κάθε νέο θυγατρικό κύτταρο. Οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων σε κάθε κελί. Κάθε χρωμόσωμα αποθηκεύει το DNA. Τα ζεύγη χρωμοσωμάτων ονομάζονται αδελφικά χρωματοειδή, και το σημείο στο οποίο συναντώνται ονομάζεται centromere.

Στάδια της Μίτσης

Ο στόχος του Cell Division είναι να αντιγράψει το γενετικό υλικό σε νέα θυγατρικά κύτταρα με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι σε θέση να λειτουργήσει σωστά. Για να συμβεί αυτό, πρέπει να αναγνωριστεί κάθε μονάδα DNA, οπότε πρέπει να υπάρξει μια σύνδεση μεταξύ αυτής και άλλων τμημάτων του κυττάρου για διανομή και πρέπει να υπάρχει ένας τρόπος να μεταφερθεί το DNA σε θυγατρικά κύτταρα.

Μεταξύ των διαιρέσεων κυττάρων, το κύτταρο βρίσκεται σε φάση που ονομάζεται ενδιάμεση φάση, το οποίο αποτελείται από το πρώτο κενό ή G₁ φάση S και το δεύτερο κενό ή G₂ φάση.

Μετά την ενδιάμεση φάση, αρχίζει η μίτωση prophase. Σε αυτό το σημείο χρωματίνη στον πυρήνα αντιγράφεται. Τα προκύπτοντα χρωματοειδή αδελφών είναι στριμμένα συμπαγή. ο πυρήνα πηγαίνει μακριά, και μια δομή που ονομάζεται a άτρακτος σχηματίζει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, κατασκευασμένο από ίνες άκρου.

Prometaphase ακολουθεί. Σε αυτό το βήμα υπάρχουν θραύσματα πυρηνικών φακέλων στο κυτταρόπλασμα. Ο άξονας είναι μικροσωληνίσκοι, ή μακριές σωληνώσεις πρωτεΐνης του σωληναρίου, προωθούν τα χρωμοσώματα για να ξεκινήσουν τη δουλειά τους. Στο παρακείμενο κεντρόμετρο μεταξύ των αδελφών χρωματοειδών, ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται a kinetochore εμφανίζεται. Οι μικροσωληνίσκοι συνδέονται με αυτή τη νέα δομή.

Σε μεταφάσης, σχηματίζονται κεντροσώματα στους αντίθετους κυτταρικούς πόλους. Τα χρωμοσώματα οργανώνονται σε μια γραμμή. Οι μικροσωληνίσκοι τεντώνονται προς τα κεντροσωμάτια και παράγεται ένας άξονας. Οι μικροσωληνίσκοι εκτελούν το αναλγητική διαφάνεια, μετακινώντας τα χρωμοσώματα μέχρι να συγκεντρωθούν στον ισημερινό του κυττάρου.

Στη διάρκεια ανάφαση, τα ζευγαρωμένα χρωματοειδή διαχωρίζονται. Αυτά σχηματίζουν νέα χρωμοσώματα. Τα κεντροσώματα τους απομακρύνονται μη μικροκλωβούς μη κινετοχόου. Τα χρωμοσώματα μετακινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου.

Telophase έχει ως αποτέλεσμα την επιμήκυνση του κυττάρου από τους μικροκυστούς μη κινετόχωρου. Τα πρώην πυρηνικά θραύσματα βοηθούν στη δημιουργία νέων πυρήνων για τα θυγατρικά κύτταρα. Στη συνέχεια, τα στριμμένα χρωμοσώματα χαλαρώνουν.

Τέλος, στο κυτοκίνες, το πραγματικό κυτόπλασμα του κυττάρου χωρίζεται για να καταλήξει στα νέα θυγατρικά κύτταρα.

Τι είναι το Kinetochore;

Το 1880, ο ανατομικός Walther Flemming ανακάλυψε τη θέση πρόσδεσης για τις μιτωτικές ατράκτους στα χρωμοσώματα. Αυτό ήταν το κινοτόριο. Πιο πρόσφατα, τα ανθρώπινα kinetochores έχουν διασαφηνιστεί με ταχείς ρυθμούς.

Ο ορισμός του kinetochore στη βιολογία είναι α πρωτεΐνης που σχηματίζεται σε χρωμοσώματα στα κέντρα τους, σε μια περιοχή που ονομάζεται centromere. Οι κινετοί διαδραματίζουν τον κρίσιμο ρόλο για τη σωστή διανομή του DNA σε νέα θυγατρικά κύτταρα στη μίτωση.

Αυτό το σύμπλεγμα πρωτεϊνών θεωρείται α μακρομόριο. Ενώ το ϋΝΑ διαφόρων οργανισμών ποικίλλει ευρέως, τα kinetochores είναι πολύ παρόμοια μεταξύ των ειδών και είναι έτσι διατηρούνται.

Διαφορές μεταξύ των μικροσωληνίσκων Kinetochores και Nonkinetochore

Τα κινοτόρια διαφέρουν από τους μη υφασμένους μικροσωληνίσκους με πολλούς τρόπους. Η διαρθρωτική τους διαφορά είναι η πρώτη διαφορά. Τα κινετοχώρια είναι μεγάλες δομές κατασκευασμένες από πολλές διαφορετικές πρωτεΐνες, συναρμολογημένες στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.

Τα κινετοκύρια χρησιμεύουν ως γέφυρα μεταξύ του DNA ενός μικροσωληνίσκου χρωμοσωμάτων και μη κηνοσωμάτων. Οι μικροκλωβοι Nonkinetochore είναι πολυμερή που λειτουργούν με kinetochores για να ευθυγραμμίσουν και να διαχωρίσουν τα χρωμοσώματα. Οι μικροκλωβοι Nonkinetochore μπορεί να είναι μακρύς και σπειροειδής και να εξυπηρετούν διαφορετικές λειτουργίες. Αυτές οι διαφορετικές δομές πρέπει να συνεργάζονται, ωστόσο, για να επιτύχουν τον έλεγχο των χρωμοσωμάτων και την κίνησή τους κατά τη διάρκεια της μίτωσης.

Η λειτουργία ενός Kinetochore

Οι κινετοί λειτουργούν ουσιαστικά ως μικροσκοπικά μηχανήματα που αλληλεπιδρούν με τις κυτταρικές δομές για να μεταφέρουν τα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Αυτή είναι μια μεγάλη ευθύνη για το κινοτόριο. εάν δεν μετακινηθεί σωστά, τα σφάλματα στο DNA θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε επιβλαβείς γενετικές διαταραχές ή ίσως σε καρκίνο. Ένα kinetochore χρειάζεται ένα λειτουργικό κεντρομερές ώστε να μπορεί να συγκεντρωθεί πάνω στο χρωμοσωμικό DNA και να ξεκινήσει να εργάζεται για τον κρίσιμο ρόλο του.

ο histone centromere πρωτεΐνη Α, ή CENP-A, σχηματίζει νουκλεοσώματα σε centrometres. Χρησιμεύει ως ο χώρος για να σχηματιστούν οι κινοτοχώρες. Τα νουκλεοσώματα CENP-A δουλεύουν με το CENP-C, στο εσωτερικό κινοτόριο, και αυτό επιτρέπει στο kinetochore να συναρμολογηθεί έτσι ώστε να αντιγραφεί η χρωματίνη. Το kinetochore χρησιμοποιείται ως μια σταθερή μέθοδος αναγνώρισης του DNA, ώστε να μπορεί να προχωρήσει η μίτωση.

Kinetochore και Nonkinetochore Αλληλεπίδραση

Μόλις αφεθούν τα κινοτόρια να συναρμολογηθούν σε ένα χρωμόσωμα, οι πρωτεΐνες συγκεντρώνονται και αρχίζουν να κατασκευάζουν την προαναφερθείσα μηχανή. Στα σπονδυλωτά, μπορεί να υπάρχουν περισσότερες από 100 πρωτεΐνες σε ένα κινοτόριο. Το εσωτερικό κινοτόριο αποτελείται από πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν με το κεντρομερές της χρωματίνης. Οι πρωτεΐνες των εξωτερικών kinetochores «δουλεύουν για να δεσμεύσουν μικροκλωβούς nonkinetochore. Αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ kinetochores και nonkinetochores.

Η συναρμολόγηση του kinetochore διεξάγεται προσεκτικά μέσω του κυτταρικού κύκλου, έτσι ώστε όταν ένα κύτταρο εισέλθει στη μίτωση, μια δυναμική συναρμολόγηση του kinetochore μπορεί να συμβεί μέσα σε λίγα λεπτά. Στη συνέχεια, το συγκρότημα μπορεί να αποσυναρμολογηθεί όπως απαιτείται. Ο έλεγχος της συναρμολόγησης kinetochore βοηθάται από φωσφορυλίωση.

Τα κινοχερή κύτταρα πρέπει να συνεργάζονται άμεσα με πολλούς μικροκλωβούς μη κινετοχόρ. Το σύμπλεγμα κάλεσε Ndc80 επιτρέπει αυτή την αλληλεπίδραση. Είναι λίγο χορό, καθώς οι μικροσωληνίσκοι αλλάζουν σε μήκος καθώς πολυμερίζονται και αποπολυμερίζονται. Το kinetochore πρέπει να συμβαδίζει. Αυτός ο "χορός" παράγει δύναμη.

Κατά τη διάρκεια της αναφάσεως, τα kinetochores συλλαμβάνονται από μικροκλωβούς nonkinetochore από τους αντίθετους πόλους και τραβιούνται από τους μικροσωληνίσκους έτσι ώστε τα χρωμοσώματα να μπορούν να διαχωριστούν. Οι κινητήρες μικροσωληνίσκων όπως kinesin και dynein βοηθήστε αυτό. Επιπρόσθετη δύναμη δημιουργείται όταν οι μικροσωληνίσκοι αποπολυμερίζονται. Το kinetochore ενεργεί ως ελεγκτής των δυνάμεων των μικροσωληναρίων έτσι ώστε να μπορεί να παρατάξει τα χρωμοσώματα για τον διαχωρισμό.

Έλεγχος για σφάλματα

Το δυναμικό kinetochore δεν είναι μόνο ένα μικροσκοπικό μηχάνημα που κινεί τα χρωμοσώματα. Λειτουργεί επίσης ως έλεγχος ποιότητας. Οποιαδήποτε λάθη γίνονται στη διαδικασία μπορεί να οδηγήσουν σε γενετικά σφάλματα. Τα Kinetochores επίσης εργάζονται για να σταματήσουν ελαττωματικές συνδέσεις με μικροσωληνάρια. αυτό βοηθάει Aurora Β κινάση μέσω φωσφορυλίωσης.

Κοντά στον πυρήνα των centromeres, αποκαλείται σύμπλεγμα πρωτεϊνών Pcs1 / Mde4 λειτουργεί για την αποτροπή ακατάλληλων συνημμένων kinetochore.

Για να συμβεί σωστά η αναφυγή, τα σφάλματα πρέπει να διορθωθούν, ή αλλιώς η αναφυγή πρέπει να καθυστερήσει. Οι πρωτεΐνες βοηθούν στην ανίχνευση οποιουδήποτε από αυτά τα σφάλματα. ένα σφάλμα καταλήγει σε ένα σήμα στο kinetochore που έχει ως αποτέλεσμα την διακοπή του κυτταρικού κύκλου πριν από την αναφάση.

Εν ολίγοις, τα kinetochores διαφέρουν από τα μικροκλωβάρια nonkinetochore σε δομή και λειτουργία. Και οι δύο πρέπει να συνεργαστούν για να επιτύχουν την επιτυχή κυτταρική διαίρεση και τη διατήρηση του DNA σε νέα θυγατρικά κύτταρα.

Ένα νέο σύνορο

Οι ερευνητές συνεχίζουν να αποκαλύπτουν πώς η δομή και η λειτουργία των kinetochores επηρεάζουν τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων στη μίτωση και στη μείωση. Καθώς διεξάγονται περισσότερες έρευνες, οι επιστήμονες ελπίζουμε ότι θα έχουν μια σαφέστερη άποψη για το πώς λειτουργεί η συγκρότηση κινετόρ κατά την αναπαραγωγή του DNA, μεταξύ άλλων δυνατοτήτων. Αυτή η μικρή αλλά ισχυρή μηχανή διατηρεί την κυτταρική διαίρεση να λειτουργεί ομαλά και αξίζει να μελετήσετε περαιτέρω.