Obsah
- TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
- Prečo je mitóza nevyhnutná?
- Etapy mitózy
- Čo je to Kinetochore?
- Rozdiely medzi kinetochormi a nekinetochórnymi mikrotubulami
- Funkcia kinetochore
- Interakcia kinetochore a nonkinetochore
- Kontrola chýb
- Nové hranice
V eukaryotoch sa bunky tela delia, aby vytvorili viac buniek v procese nazývanom mitosis, Reprodukčné bunky orgánov podliehajú inému druhu nazývanému bunkové delenie meiosis, V týchto procesoch bunky vstupujú do niekoľkých fáz, aby sa dosiahlo rozdelenie. Kinetochores hrajú dôležitú úlohu pri delení buniek, zabezpečujúc správnu distribúciu DNA do dcérskych buniek.
TL; DR (príliš dlho; neprečítané)
Kinetochores a nonkinetochore mikrotubuly sú svojou štruktúrou celkom odlišné. Obaja spolupracujú na zabezpečení správnej distribúcie DNA do dcérskych buniek pri delení buniek.
Prečo je mitóza nevyhnutná?
Eukaryotické bunky podliehajú mitóze pre nové alebo rastúce tkanivá a pre asexuálnu reprodukciu. Jedna bunka sa rozdelí na dve nové dcérske bunky, aby sa to rozdelilo na jadro a chromozómy. Tieto nové bunky sú identické.
Aby sa tento proces úspešne uskutočnil, musí sa zachovať počet chromozómov, čo znamená, že sa musia skopírovať pre každú novú dcérsku bunku. Ľudia majú 23 párov chromozómy v každej bunke. Každý chromozóm ukladá DNA. Pomenované sú chromozómové páry sesterské chromatidya bod, v ktorom sa stretnú, sa nazýva Centromera.
Etapy mitózy
Cieľom bunkového delenia je kopírovať genetický materiál do nových dcérskych buniek takým spôsobom, aby boli schopné správne fungovať. Aby sa to stalo, musí sa rozpoznať každá jednotka DNA, takže musí existovať spojenie medzi ňou a ostatnými časťami bunky na distribúciu a musí existovať spôsob, ako presunúť DNA do dcérskych buniek.
Medzi bunkovými deleniami sa bunka volá fáza interfázy, ktorý pozostáva z prvej medzery alebo G1 fáza, S fáza a druhá medzera alebo G2 fáza.
Po interfáze začína mitóza Profáza, V tomto bode chromatín v jadre je duplikovaná. Výsledné sesterské chromatidy sú kompaktne skrútené. jadierko ide preč a štruktúra s názvom a vreteno sa tvorí v cytoplazme bunky a je vyrobený z vretenových vlákien.
prometafáze nasledujúcim spôsobom. V tomto kroku sú v cytoplazme fragmenty nukleárneho obalu. Vreteno je microtubulesalebo dlhé proteínové vláknité rúrky, postupujú na chromozómy, aby začali pracovať. Na susednej centromere medzi sesterskými chromatidmi proteínový komplex nazývaný a kinetochorových Objaví. Mikrotubuly sa pripájajú k tejto novej štruktúre.
v metafázsa na opačných póloch buniek tvoria centrosómy. Chromozómy sa usporiadajú do jednej línie. Mikrotubuly sa tiahnu smerom k centrozómom a vytvorí sa vreteno. Mikrotubuly vykonávajú snímka anafázy, pohybujú chromozómami, kým nie sú sústredené na rovníku bunky.
počas anafáze, sú párované chromatidy oddelené. Tieto tvoria nové chromozómy. Ich centrosómy sú vytlačené nekinetochórové mikrotubuly, Chromozómy sa presunú na opačné konce bunky.
telofázy má za následok bunkové predlžovanie pomocou nekinetochórnych mikrotubulov. Bývalé jadrové fragmenty pomáhajú vytvárať nové jadrá pre dcérske bunky. Potom sa krútené chromozómy uvoľnia.
Nakoniec v roku cytokinesis, skutočná cytoplazma bunky je rozdelená, čo vedie k vzniku nových dcérskych buniek.
Čo je to Kinetochore?
V roku 1880 objavil anatóm Walther Flemming miesto pripojenia mitotických vretien na chromozómoch. Toto bol kinetochore. Nedávno boli ľudské kinetochrány objasňované rýchlym tempom.
Definícia kinetochore v biológii je a proteínový komplex ktorý sa vytvára na chromozómoch v ich centrách, v oblasti zvanej centroméra. Kinetochores hrajú kľúčovú úlohu pri správnej distribúcii DNA do nových dcérskych buniek pri mitóze.
Tento proteínový komplex sa považuje za a makromolekuly, Zatiaľ čo DNA rôznych organizmov sa veľmi líši, kinetochory sú medzi druhmi veľmi podobné, a teda sú konzervované.
Rozdiely medzi kinetochormi a nekinetochórnymi mikrotubulami
Kinetochores sa líšia od nekinetochórnych mikrotubulov mnohými spôsobmi. Ich štrukturálny rozdiel je prvý rozdiel. Kinetochores sú veľké štruktúry vyrobené z mnohých rôznych proteínov, zostavené v centromeroch chromozómov.
Kinetochory slúžia ako most medzi DNA chromozómov a nekinetochórnych mikrotubúl. Nonkinetochore mikrotubuly sú polyméry, ktoré pracujú s kinetochormi na zarovnaní a separácii chromozómov. Nonkinetochoreové mikrotubuly môžu byť dlhé a škrupinové a slúžia rôznym funkciám. Tieto rôzne štruktúry však musia spolupracovať, aby sa dosiahla kontrola chromozómov a ich pohybu počas mitózy.
Funkcia kinetochore
Kinetochores v podstate fungujú ako malé stroje, ktoré interagujú s bunkovými štruktúrami, aby počas delenia buniek pohybovali chromozómami. Toto je veľká zodpovednosť za kinetochore; ak sa nepohybujú správne, môžu chyby v DNA viesť k škodlivým genetickým poruchám alebo možno k rakovine. Kinetochore potrebuje funkčnú centroméru, aby sa mohol zostaviť na chromozomálnej DNA a pracovať na svojej kľúčovej úlohe.
histón centromérový proteín Aalebo CENP-A tvoria nukleozómy na centromeroch. Slúži ako miesto pre tvorbu kinetochorov. Nukleozómy CENP-A pracujú s CENP-C vo vnútornom kinetochore, čo umožňuje zostavenie kinetochore tak, aby sa mohol kopírovať chromatín. Kinetochore sa používa ako stabilná metóda rozpoznávania DNA, takže môže pokračovať mitóza.
Interakcia kinetochore a nonkinetochore
Akonáhle sa kinetochory nechajú zostaviť na chromozóme, proteíny sa zhromaždia a začnú stavať vyššie uvedený stroj. Na stavovcoch môže byť na jednom kinetochore viac ako 100 proteínov. Vnútorný kinetický kanál pozostáva z proteínov, ktoré interagujú s chromatínovou centromérou. Proteíny vonkajších kinetických proteínov sa viažu na mikrotubuly nekinetochore. Toto je ďalší rozdiel medzi kinetochormi a nonkinetochormi.
Zostavenie kinetochore je starostlivo uskutočňované prostredníctvom bunkového cyklu, takže akonáhle bunka vstúpi do mitózy, môže dôjsť k dynamickému zostaveniu kinetochore v priebehu niekoľkých minút. Potom sa komplex môže podľa potreby rozobrať. Kontrola zostavenia kinetochore je podporovaná fosforylácie.
Kinetochores musí priamo pracovať s mnohými nekinetochórnymi mikrotubulami. Komplex sa volá Ndc80 umožňuje túto interakciu. Je to trochu tanec, pretože mikrotubuly sa menia, keď polymerizujú a depolymerizujú. Kinetochore musí držať krok. Tento „tanec“ vytvára silu.
Počas anafázy sa kinetochory zachytia nekinetochórnymi mikrotubulami z protiľahlých pólov a tieto mikrotubuly sa odtiahnu, aby sa chromozómy mohli oddeliť. Mikrotubulárne motory, ako sú napr kinezin a dynein pomôcť tomu. Keď sa mikrotubuly depolymerizujú, vzniká ďalšia sila. Kinetochore funguje ako regulátor síl mikrotubulov, takže môže usporiadať chromozómy na segregáciu.
Kontrola chýb
Dynamický kinetochore nie je len malý stroj, ktorý sa pohybuje chromozómy od seba. Funguje tiež ako kontrola kontroly kvality. Akékoľvek chyby v tomto procese môžu viesť k genetickým chybám. Kinetochores tiež pracuje na zastavení chybných príloh pomocou mikrotubulov; Tomu pomáha Aurora B kináza fosforyláciou.
Blízko jadra centromérov sa nazýval proteínový komplex PCS1 / Mde4 snaží sa zabrániť nesprávnemu pripojeniu kinetochore.
Aby sa anafáza správne stala, musia sa opraviť chyby, inak sa musí anafáza oneskoriť. Proteíny pomáhajú zistiť ktorúkoľvek z týchto chýb; chyba vedie k signálu na kinetochore, ktorý vedie k zastaveniu bunkového cyklu pred anafázou.
Stručne povedané, kinetochrány sa líšia od nekinetochórnych mikrotubulov v štruktúre aj funkcii. Obaja musia spolupracovať na dosiahnutí úspešného delenia buniek a zachovaní DNA v nových dcérskych bunkách.
Nové hranice
Vedci naďalej odhaľujú, ako štruktúra a funkcia kinetochorov ovplyvňuje segregáciu chromozómov pri mitóze a meióze. Keď sa objaví viac výskumu, vedci budú mať, okrem iných možností, jasnejší pohľad na to, ako funguje zostavenie kinetochore počas replikácie DNA. Tento malý, ale mocný stroj udržuje plynulé delenie buniek a stojí za to ho ďalej študovať.