Sisu
- TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
- Miks on mitoos vajalik?
- Mitoosi staadiumid
- Mis on Kinetochore?
- Kinetochores ja nonkinetochore mikrotuubulite erinevused
- Kinetokoore funktsioon
- Kinetochore ja nonkinetochore interaktsioon
- Vigade kontrollimine
- Uus piir
Eukarüootides jagunevad keharakud, et saada rohkem rakke protsessis, mida nimetatakse mitoos. Reproduktiivorgani rakud läbivad teist tüüpi rakkude jagunemise, mida nimetatakse meioos. Nendes protsessides sisenevad rakud jagunemise saavutamiseks mitmesse faasi. Kinetokroorid mängivad olulist rolli rakkude jagunemises, tagades DNA õige jaotumise tütarrakkudesse.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Kinetochores ja nonkinetochore mikrotuubulid on oma struktuurilt üsna erinevad. Nad mõlemad töötavad koos, et tagada DNA nõuetekohane jaotumine tütarrakkudele rakkude jagunemisel.
Miks on mitoos vajalik?
Eukarüootsed rakud läbivad mitoosi uute või kasvavate kudede ja aseksuaalse paljunemise jaoks. Üks rakk jaguneb kaheks uueks tütarrakuks, jagades selleks tuuma ja kromosoomid. Need uued lahtrid on identsed.
Selle protsessi edukaks toimimiseks tuleb säilitada rakkude kromosoomi arv - see tähendab, et need tuleb kopeerida iga uue tütarraku jaoks. Inimestel on 23 paari kromosoomid igas lahtris. Iga kromosoom salvestab DNA. Kromosoomipaarid on nimetatud õde kromatiididja punkti, kus nad kohtuvad, nimetatakse tsentromeer.
Mitoosi staadiumid
Rakkude jagunemise eesmärk on geneetilise materjali kopeerimine uutesse tütarrakkudesse viisil, mis võimaldaks neil korralikult töötada. Selleks, et see juhtuks, peab iga DNA ühik olema tuvastatud, seega peab selle ja teiste raku osade vahel levitamiseks olema ühendus ning peab olema võimalus viia DNA tütarrakkudesse.
Rakkude jagunemise vahel on rakk faasis, mida nimetatakse faasidevaheline, mis koosneb esimesest tühikust või G-st1 faas, S-faas ja teine vahe ehk G2 faas.
Pärast interfaasi algab mitoos profaas. Sel hetkel kromatiin tuumas on dubleeritud. Saadud õdekromatiidid on keerutatud kompaktselt. nukleool kustub ja struktuur nimega a spindel moodustuvad raku tsütoplasmas, mis on valmistatud spindli kiududest.
Prometafaas järgneb. Selles etapis on tsütoplasmas tuumaümbrise fragmendid. Spindel on mikrotuubulidvõi pikad tubelike valgu ahelad liiguvad oma töö alustamiseks kromosoomidesse. Õdekromatiidide vahel asuvas külgnevas tsentromeetris moodustub valgukompleks a kinetochore ilmub. Mikrotuubulid kinnituvad selle uue struktuuriga.
Sisse metafaas, tsentrosoomid moodustuvad vastandlikes rakupoolustes. Kromosoomid paigutuvad ühte ritta. Mikrotuubulid sirutuvad tsentrosoomide poole ja tehakse spindl. Mikrotuubulid teostavad anafaasiline slaid, liigutades kromosoome seni, kuni need tsentreeruvad raku ekvaatorile.
Ajal anafaas, paaris kromatid eraldatakse. Need moodustavad uusi kromosoome. Nende tsentrosoomid eraldatakse mittekinetokoore mikrotuubulid. Kromosoomid viiakse raku vastaskülgedesse.
Telofaas tulemuseks on raku pikenemine mittekinetokoorsete mikrotuubulite abil. Endised tuumafragmendid aitavad luua uusi tuumasid tütarrakkudele. Siis lõdvestuvad keerduvad kromosoomid.
Lõpuks sisse tsütokineeslahutatakse raku tegelik tsütoplasma, et saada uued tütarrakud.
Mis on Kinetochore?
Aastal 1880 avastas anatoom Walther Flemming kromosoomides mitootiliste spindlite kinnituskoha. See oli kinetochore. Viimasel ajal on inimeste kinetokoore kiirel määral selgitatud.
Kinetokoore määratlus bioloogias on a valgukompleks mis moodustuvad kromosoomides nende tsentrites, tsentromeeriks kutsutavas piirkonnas. Kinetokoored mängivad olulist rolli mitoosi korral DNA uutele tütarrakkudele jaotamisel.
Seda valgukompleksi peetakse a makromolekul. Ehkki erinevate organismide DNA varieerub suuresti, on kinetokoored liikide lõikes väga sarnased ja on seega konserveeritud.
Kinetochores ja nonkinetochore mikrotuubulite erinevused
Kinetokoored erinevad mittekinetokoorsetest mikrotuubulitest mitmel viisil. Nende erinevus on esimene erinevus. Kinetokoored on paljudest erinevatest valkudest koosnevad suured struktuurid, mis on kokku pandud kromosoomide tsentromeeridesse.
Kinetokoored toimivad sillana kromosoomi DNA ja mittekinetokoorsete mikrotuubulite vahel. Mittekinetokoore mikrotuubulid on polümeerid, mis töötavad kinetokoore kasutades kromosoomide joondamiseks ja eraldamiseks. Mittekinetokoore mikrotuubulid võivad olla pikad ja pöörduvad ning täidavad erinevaid funktsioone. Need erinevad struktuurid peavad siiski koos töötama, et saavutada kromosoomide ja nende liikumise kontroll mitoosi ajal.
Kinetokoore funktsioon
Kinetokoored toimivad põhiliselt pisikestena, mis interakteeruvad rakustruktuuridega, et rakkude jagunemise ajal kromosoome liigutada. See on kinetochore jaoks suur vastutus; Kui neid õigesti ei liigutata, võivad DNA vead põhjustada kahjulikke geneetilisi häireid või võib-olla vähki. Kinetokoril on vaja funktsionaalset tsentromeeri, et see saaks koguneda kromosomaalsele DNA-le ja asuda tööle oma üliolulises rollis.
histooni tsentromeeri valk Avõi CENP-A moodustavad tsentromeerides nukleosoome. See toimib kinetochores moodustumise kohana. CENP-A nukleosoomid töötavad CENP-C-ga sisemises kinetokooris ja see võimaldab kinetokoore kokku panna, et kromatiini kopeerida. Kinetokoore kasutatakse stabiilsena DNA tuvastamise meetodina, et mitoos saaks toimuda.
Kinetochore ja nonkinetochore interaktsioon
Kui kinetokooridel on lastud kromosoomis koguneda, kogunevad valgud ja nad hakkavad seda masinat ehitama. Selgroogsetes võib ühes kinetokoris olla üle 100 valgu. Sisemine kinetokoore koosneb valkudest, mis interakteeruvad kromatiini tsentromeeriga. Kinetokoore välised valgud seovad mittekinetokoorseid mikrotuubuleid. See on veel üks erinevus kinetochores ja nonkinetochores vahel.
Kinetokoore kokkupanek viiakse hoolikalt läbi rakutsükli, nii et kui rakk siseneb mitoosi, võib kinetokori dünaamiline kokkupanek toimuda mõne minutiga. Siis saab kompleksi vastavalt vajadusele lahti võtta. Kinetokoore kokkupanekut kontrollib: fosforüülimine.
Kinetokoored peavad töötama paljude mittekinetokoorsete mikrotuubulitega otse. Kompleks nimega Ndc80 võimaldab seda interaktsiooni. See on natuke tants, kuna mikrotuubulid muutuvad polümeriseerumisel ja depolümeriseerumisel pikkuses. Kinodoktor peab sammu pidama. See "tants" loob jõu.
Anafaasi ajal kinnituvad kinetokoored mittekinetokoorsete mikrotuubulitega vastaspoolustest ja tõmmatakse nende mikrotuubulite abil, et kromosoomid saaksid eralduda. Mikrotuubulite mootorid nagu kinesiin ja düneiin abi sellest. Mikrotuubulite depolümeriseerumisel tekitatakse lisajõud. Kinetokoore toimib mikrotuubulite jõudude kontrollerina, nii et see võib eraldada kromosoome.
Vigade kontrollimine
Dünaamiline kinetokoore ei ole lihtsalt pisike masin, mis liigutab kromosoome lahku. See toimib ka kvaliteedikontrolli kontrollina. Kõik protsessis tehtud vead võivad põhjustada geneetilisi vigu. Kinetochores töötab ka mikrotuubulitega vigaste kinnituste peatamiseks; sellele on abiks Aurora B kinaas fosforüülimise teel.
Tsentromeeride tuuma lähedal asub valgukompleks nimega Pcs1 / Mde4 töötab kinetochore ebaõigete kinnituste ärahoidmiseks.
Anafaasi nõuetekohaseks toimimiseks tuleb vead parandada või vastasel juhul tuleb anafaasi edasi lükata. Valgud aitavad neid vigu tabada; tõrke tulemuseks on kinetoakustes signaal, mille tagajärjel rakutsükkel peatub enne anafaasi.
Kokkuvõttes erinevad kinetokoored mittekinetokoorsetest mikrotuubulitest nii struktuuri kui ka funktsiooni poolest. Mõlemad peavad tegema koostööd, et saavutada rakkude edukas jagunemine ja DNA säilimine uutes tütarrakkudes.
Uus piir
Teadlased jätkavad uurimist, kuidas kinetokooride struktuur ja funktsioon mõjutavad kromosoomi segregatsiooni mitoosi ja meioosi korral. Uuema uurimistöö käigus saavad teadlased loodetavasti muude võimaluste hulgas ka selgema ülevaate, kuidas kinetokori komplekt toimib DNA replikatsiooni ajal. See väike, kuid võimas masin hoiab rakkude jagunemise sujuvalt töös ja seda tasub edasi uurida.