Зміст
- TL; DR (Занадто довго; Не читав)
- Чому необхідний мітоз?
- Стадії мітозу
- Що таке кінетохор?
- Відмінності між мікротрубочками кінетохор і ненкінетохором
- Функція кінетохору
- Взаємодія кінетохор і ненкінетохор
- Перевірка помилок
- Новий кордон
У еукаріотів клітини тіла діляться, щоб зробити більше клітин у процесі, який називається мітоз. Клітини репродуктивних органів зазнають іншого типу поділу клітин, який називають мейоз. У цих процесах клітини вступають у кілька фаз для досягнення поділу. Кінетохори відіграють важливу роль у поділі клітин, забезпечуючи правильний розподіл ДНК дочірнім клітинам.
TL; DR (Занадто довго; Не читав)
Кінетохори та некінетохорні мікротрубочки досить різні за будовою. Вони обидва працюють разом, щоб забезпечити належний розподіл ДНК дочірнім клітинам при поділі клітин.
Чому необхідний мітоз?
Еукаріотичні клітини піддаються мітозу для нових або зростаючих тканин і для безстатевого розмноження. Одна клітина ділиться на дві нові дочірні клітини, розщеплюючи ядро та хромосоми для цього. Ці нові клітини ідентичні.
Для того, щоб цей процес пройшов успішно, кількість клітин хромосом повинно підтримуватися, тобто вони повинні бути скопійовані для кожної нової дочірньої клітини. Люди мають 23 пари хромосоми в кожній клітині. Кожна хромосома зберігає ДНК. Хромосомні пари названі сестринські хроматиди, і точка, в якій вони зустрічаються, називається центромер.
Стадії мітозу
Метою поділу клітин є копіювання генетичного матеріалу в нові дочірні клітини таким чином, щоб вони могли нормально функціонувати. Щоб це сталося, кожна одиниця ДНК повинна бути розпізнана, тому для її розподілу повинен бути зв’язок між іншими частинами клітини, а також повинен бути спосіб переміщення ДНК до дочірніх клітин.
Між поділами клітин клітина знаходиться у фазі, що називається міжфазна, який складається з першого проміжку або G1 фаза, S фаза і другий зазор або G2 фаза.
Після інтерфази починається мітоз профаза. На цьому етапі хроматин в ядрі дублюється. Отримані сестринські хроматиди компактно скручені. The ядерце відходить, і структура, яка називається a веретено утворюється в цитоплазмі клітини, виготовленої з веретенових волокон.
Прометафаза випливає. На цьому етапі в цитоплазмі є фрагменти ядерної оболонки. Веретено мікротрубочкиабо довгі білкові нитки, схожі на трубку, просуваються до хромосом, щоб розпочати свою роботу. На сусідньому центрометрі між сестринськими хроматидами утворюється білковий комплекс, який називається a кінетохор з'являється. Мікротрубочки прикріплюються до цієї нової структури.
В метафаза, центросоми утворюються на протилежних полюсах клітин. Хромосоми розташовуються в рядку. Мікротрубочки тягнуться до центросом, і робиться веретено. Мікротрубочки виконують анафазна слайд, переміщуючи хромосоми до їх централізації на екваторі клітини.
Під час анафаза, парні хроматиди відокремлюються. Вони утворюють нові хромосоми. Їх центросоми розсунуті на частини некінетохорні мікротрубочки. Хромосоми переміщуються на протилежні кінці клітини.
Телофаза призводить до подовження клітин за допомогою мікротрубочок некінетохор. Колишні ядерні фрагменти допомагають створити нові ядра для дочірніх клітин. Потім кручені хромосоми розпушують.
Нарешті, в цитокінез, фактична цитоплазма клітини розщеплюється, що призводить до появи нових дочірніх клітин.
Що таке кінетохор?
У 1880 році анатом Вальтер Флеммінг виявив місце кріплення мітотичних веретена на хромосомах. Це був кінетохор. Ще недавно людські кінетохори були висвітлені швидкими темпами.
Визначення кінетохори в біології - це білковий комплекс що утворюється на хромосомах у їх центрах, в області, що називається центромером. Кінетохори відіграють вирішальну роль для правильного розподілу ДНК до нових дочірніх клітин при мітозі.
Цей білковий комплекс вважається а макромолекула. Хоча ДНК різних організмів сильно різниться, кінетохори дуже схожі між видами, і таким чином збережена.
Відмінності між мікротрубочками кінетохор і ненкінетохором
Кінетохори різними способами відрізняються від некінетохорних мікротрубочок. Їх структурна відмінність - перша відмінність. Кінетохори - це великі структури, виготовлені з безлічі різних білків, зібраних у центромери хромосом.
Кінетохори служать мостом між ДНК хромосоми та некінетохорними мікротрубочками. Мікротрубочки некінетохор - це полімери, які працюють з кінетохорами для вирівнювання та розділення хромосом. Мікротрубочки, що не містять некінетохор, можуть бути довгими і веретеновими, і вони виконують різні функції. Ці різні структури повинні працювати разом, щоб досягти контролю над хромосомами та їх рухом під час мітозу.
Функція кінетохору
Кінетохори по суті працюють як крихітні машини, які взаємодіють з клітинними структурами для переміщення хромосом під час поділу клітин. Це велика відповідальність за кінетохор; якщо їх неправильно перемістити, помилки в ДНК можуть призвести до шкідливих генетичних порушень або, можливо, до раку. Кінетохоре потрібен функціональний центромер, щоб він міг зібратися на хромосомній ДНК і приступити до роботи над його вирішальною роллю.
The гістоновий центромер білка Аабо CENP-A утворює нуклеосоми на центромерах. Він служить майданчиком для формування кінетохорів. Нуклеосоми CENP-A працюють з CENP-C, у внутрішній кінетохорі, і це дозволяє кінетохоре збирати, щоб копіювати хроматин. Кінетохор використовується як стабільний метод розпізнавання ДНК, тому мітоз може протікати.
Взаємодія кінетохор і ненкінетохор
Після того, як кінетохори дозволяють збиратися на хромосомі, білки збираються і починають будувати цю вищезгадану машину. У хребетних тварин може бути понад 100 білків в одному кінетохорі. Внутрішній кінетохор складається з білків, які взаємодіють із центромером хроматину. Зовнішні білки кінетохори працюють на зв'язування некінетохорних мікротрубочок. Це ще одна різниця між кінетохорами і некінетохорами.
Збірка кінетохору ретельно проводиться через клітинний цикл, так що, як тільки клітина вступає в мітоз, динамічна збірка кінетохору може відбутися за лічені хвилини. Тоді комплекс можна розібрати за потребою. Контроль складання кінетохори допомагає: фосфорилювання.
Кінетохори повинні працювати безпосередньо з багатьма некінетохорними мікротрубочками. Комплекс називається Ndc80 дозволяє ця взаємодія. Це трохи танець, оскільки мікротрубочки змінюються в довжину, коли вони полімеризуються і деполімеризуються. Кінетохор повинен бути в курсі. Цей «танець» породжує силу.
Під час анафази кінетохори вилучаються некінетохорними мікротрубочками з протилежних полюсів і витягуються цими мікротрубочками, щоб хромосоми могли відокремитися. Мікротрубові двигуни, такі як кінезин і динеїн допомогти в цьому. Додаткова сила утворюється, коли мікротрубочки деполімеризуються. Кінетохор діє як контролер сил мікротрубочок, завдяки чому він може вибудовувати хромосоми для сегрегації.
Перевірка помилок
Динамічний кінетохор - це не просто крихітна машина, яка переміщує хромосоми. Він також працює як перевірка контролю якості. Будь-які помилки, допущені в процесі, можуть призвести до генетичних помилок. Кінетохори також працюють, щоб зупинити несправні прикріплення мікротрубочками; цьому допомагає Кіназа Aurora B за допомогою фосфорилювання.
Біля ядра центромерів - білковий комплекс під назвою Pcs1 / Mde4 працює для запобігання неправильних кінетохорних вкладень.
Щоб анафаза відбулася належним чином, помилки необхідно виправити, інакше анафазу потрібно відкласти. Білки допомагають відстежувати будь-яку з цих помилок; помилка призводить до отримання сигналу на кінетохоре, що призводить до зупинки клітинного циклу до анафази.
Підсумовуючи, кінетохори відрізняються від некінетохорних мікротрубочок як за структурою, так і за функцією. Обидва повинні працювати разом для досягнення успішного поділу клітин та збереження ДНК у нових дочірніх клітинах.
Новий кордон
Дослідники продовжують розкривати, як структура та функція кінетохорів впливають на сегрегацію хромосом у мітозі та мейозі. По мірі розширення досліджень вчені, сподіваємось, матимуть більш чітке уявлення про те, як працює збірка кінетохорів під час реплікації ДНК, серед інших можливостей. Ця невелика, але могутня машина забезпечує безперебійне ділення клітин, і це варто додатково вивчити.