Vsebina
- TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
- Zakaj je mitoza potrebna?
- Stadij mitoze
- Kaj je Kinetochore?
- Razlike med mikrotubuli Kinetochores in Nonkinetochore
- Delovanje kinetohora
- Interakcija kinetohora in nekinetohore
- Preverjanje napak
- Nova meja
V evkariontih se celice telesa razdelijo, da nastane več celic v procesu, imenovanem mitoza. Celice reproduktivnih organov so podvržene drugačni celični delitvi mejoza. V teh procesih celice vstopijo v več faz, da dosežejo delitev. Kinetohori igrajo pomembno vlogo pri delitvi celic in zagotavljajo pravilno porazdelitev DNK v hčerinske celice.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
Kinetochores in nonkinetochore mikrotubuli so po zgradbi precej različni. Oba delata skupaj, da zagotovita pravilno porazdelitev DNK na hčerinske celice pri celični delitvi.
Zakaj je mitoza potrebna?
Evkariontske celice so podvržene mitozi zaradi novih ali rastočih tkiv in za aseksualno razmnoževanje. Ena celica se razdeli na dve novi hčerinski celici, ki razdeli jedro in kromosome, da to stori. Te nove celice so identične.
Za uspešno izvedbo tega procesa je treba vzdrževati število kromosomskih celic, kar pomeni, da jih je treba kopirati za vsako novo hčerinsko celico. Ljudje imajo 23 parov kromosomi v vsaki celici. Vsak kromosom hrani DNK. Poimenovani so kromosomski pari sestrske kromatidein točka, na kateri se srečujejo, se imenuje centromere.
Stadij mitoze
Cilj celične delitve je kopiranje genetskega materiala v nove hčerinske celice tako, da bodo lahko pravilno delovale. Da se to zgodi, je treba prepoznati vsako enoto DNK, zato mora obstajati povezava med njo in drugimi deli celice za distribucijo in mora obstajati način za premik DNK v hčerinske celice.
Med delitvami celice je celica v fazi, imenovani interfaza, ki je sestavljen iz prve vrzeli ali G1 fazo, S fazo in drugo vrzel ali G2 faza.
Po interfazi se začne mitoza z profaza. Na tej točki kromatin v jedru se podvaja. Nastali sestrski kromatidi so kompaktno zviti. The nukleolus odide in struktura, imenovana a vreteno tvori v citoplazmi celice, ki je narejena iz vretenastih vlaken.
Prometafaza sledi. V tem koraku so v citoplazmi fragmenti jedrske ovojnice. Vreteno je mikrotubuleali dolge beljakovine v obliki cevi, vnaprej na kromosome, da začnejo svoje delo. Na sosednjem centromerju med sestrskimi kromatidami je beljakovinski kompleks imenovan a kinetohora se prikaže. Mikrotubuli so pritrjeni na to novo strukturo.
V metafaza, centrosomi tvorijo na nasprotnih celičnih polov. Kromosomi se razporedijo v linijo. Mikrotubuli se raztezajo proti centrosomom in naredi se vreteno. Mikrotubuli izvajajo diafaza diafaza, premikanje kromosomov, dokler niso centralizirani na celicnem ekvatorju.
Med anafaza, so parni kromatidi ločeni. Ti tvorijo nove kromosome. Njihovi centrosomi so potisnjeni narazen nonkinetochore mikrotubule. Kromosomi se premaknejo na nasprotne konce celice.
Telofaza ima za posledico celično raztezek, ki ga povzročajo nekinetohore mikrotubule. Nekdanji jedrski fragmenti pomagajo ustvariti nova jedra za hčerinske celice. Nato se zviti kromosomi razrahljajo.
Končno v citokinezase dejanska citoplazma celice razdeli, da nastanejo nove hčerinske celice.
Kaj je Kinetochore?
Leta 1880 je anatomist Walther Flemming odkril mesto pritrditve mitotičnih vretena na kromosomih. To je bil kinetohor. V zadnjem času se človeški kinetohori razjasnijo s hitrim tempom.
Definicija kinetohora v biologiji je a beljakovinski kompleks ki se tvori na kromosomih v njihovih središčih, na območju, imenovanem centromere. Kinetohori igrajo ključno vlogo za pravilno distribucijo DNK v nove hčerinske celice v mitozi.
Ta beljakovinski kompleks velja za a makromolekule. Medtem ko se DNK različnih organizmov zelo razlikuje, so kinetohori med vrstami zelo podobni, zato so ohranjeno.
Razlike med mikrotubuli Kinetochores in Nonkinetochore
Kinetohori se od številnih potujitev razlikujejo od nekinetohoralnih mikrotubul. Njihova strukturna razlika je prva razlika. Kinetohore so velike strukture, sestavljene iz številnih različnih beljakovin, sestavljenih na centromere kromosomov.
Kinetohori služijo kot most med DNK kromosoma in nekinetohore mikrotubul. Nonkinetochore mikrotubule so polimeri, ki delujejo s kinetohorami za poravnavo in ločevanje kromosomov. Mikrotubule, ki niso vnetinokorita, so lahko dolge in vretenaste, služijo pa različnim funkcijam. Te različne strukture pa morajo sodelovati, da dosežejo nadzor nad kromosomi in njihovo gibanje med mitozo.
Delovanje kinetohora
Kinetohore v bistvu delujejo kot drobni stroji, ki medsebojno delujejo s celičnimi strukturami, da premikajo kromosome med celično delitvijo. To je velika odgovornost za kinetohore; Če se ne premakne pravilno, lahko napake v DNK vodijo do škodljivih genetskih motenj ali morda do raka. Kinetohor potrebuje funkcionalen centromere, da se lahko sestavi na kromosomsko DNK in se loti svoje ključne vloge.
The protein histone centromere Aali CENP-A tvori nukleosome na centromereh. Služi kot mesto za oblikovanje kinetohorov. Nukleozomi CENP-A delujejo s CENP-C v notranjem kinetohoru in to omogoča sestavljanje kinetohora, tako da se kopira kromatin. Kinetohora se uporablja kot stabilna metoda prepoznavanja DNA, tako da lahko mitoza nadaljuje.
Interakcija kinetohora in nekinetohore
Ko se kinetohorom omogoči sestavljanje na kromosomu, se beljakovine zberejo in začnejo graditi omenjeni stroj. V vretenčarjih je lahko v enem kinetohoru več kot 100 beljakovin. Notranji kinetohor je sestavljen iz beljakovin, ki medsebojno vplivajo na kromatinov centromere. Zunanji proteini kinetohorov delujejo tako, da vežejo nekinetohore mikrotubul. To je še ena razlika med kinetohori in nekinetohorami.
Sestavljanje kinetohora skrbno poteka skozi celični cikel, tako da se enkrat, ko celica vstopi v mitozo, lahko v nekaj minutah zgodi dinamično sestavljanje kinetohora. Potem lahko kompleks razstavite po potrebi. Nadzor nad sestavljanjem kinetohora pomaga fosforilacija.
Kinetohores mora neposredno delovati z mnogimi nekinetohore mikrotubuli. Kompleks imenovan Ndc80 omogoča to interakcijo. To je malo plesa, saj se mikrotubule spreminjajo v dolžino, ko polimerizirajo in depolimerizirajo. Kinetohora mora biti v koraku. Ta "ples" ustvarja silo.
Med anafazo kinetohore zasežejo nekinetohore mikrotubule z nasprotnih polov in jih te mikrotubule potegnejo, tako da se kromosomi lahko ločijo. Motorji z mikrotubulo, kot so kinezin in dinin pomagaj temu. Ko mikrotubule depolimerizirajo, nastane dodatna sila. Kinetohor deluje kot krmilnik sil mikrotubul, tako da lahko linijo kromosomov za ločevanje.
Preverjanje napak
Dinamični kinetohor ni le majhen stroj, ki odmika kromosome narazen. Deluje tudi kot preverjanje nadzora kakovosti. Vsaka napaka, ki je bila storjena v procesu, lahko povzroči genetske napake. Kinetohores deluje tudi tako, da ustavi napačne pritrditve z mikrotubuli; temu pomaga: Kinaza Aurora B preko fosforilacije.
V bližini jedra centromerov se nahaja beljakovinski kompleks, imenovan Pcs1 / Mde4 deluje tako, da preprečuje nepravilne priloge kinetohora.
Da se anafaza zgodi pravilno, je treba napake odpraviti, sicer je treba odložiti anafazo. Beljakovine pomagajo izslediti katero koli od teh napak; napaka povzroči signal v kinetohoru, ki povzroči zaustavitev celičnega cikla pred anafazo.
Skratka, kinetohori se po strukturi in funkciji razlikujejo od nekinetohorovih mikrotubul. Oba morata sodelovati, da dosežeta uspešno celično delitev in ohranitev DNK v novih hčerinskih celicah.
Nova meja
Raziskovalci še naprej razkrivajo, kako struktura in delovanje kinetohorov vplivata na kromosomsko segregacijo v mitozi in mejozi. Ko se bo razvilo več raziskav, bodo znanstveniki, med drugim, upali, da bodo imeli jasnejši pogled na to, kako deluje sklop kinetohora med podvajanjem DNA. Ta majhen, a mogočen stroj nemoteno deluje delitev celic, zato ga je vredno nadalje proučiti.