Съдържание
- TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
- Защо митозата е необходима?
- Етапи на митозата
- Какво е кинетохоре?
- Разлики между микротубулите на кинетохори и ненкинетохори
- Функцията на кинетохоре
- Взаимодействие с кинетохоре и ненкинетохор
- Проверка за грешки
- Нова граница
В еукариотите клетките на тялото се делят, за да направят повече клетки в процес, наречен митоза, Клетките на репродуктивните органи претърпяват друг вид клетъчно деление, наречено смекчен израз, В тези процеси клетките влизат в няколко фази, за да постигнат делене. Кинетохорите играят важна роля в деленето на клетките, осигурявайки правилното разпределение на ДНК към дъщерните клетки.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Кинетохорите и некинетохорните микротрубове са доста различни по структура. И двете работят заедно, за да осигурят правилното разпределение на ДНК към дъщерните клетки при клетъчното делене.
Защо митозата е необходима?
Еукариотичните клетки претърпяват митоза за нови или растящи тъкани и за асексуално възпроизвеждане. Една клетка се разделя на две нови дъщерни клетки, разделяйки ядрото и хромозомите, за да направи това. Тези нови клетки са идентични.
За да се осъществи успешно този процес, хромозомният брой клетки трябва да се поддържа, което означава, че те трябва да бъдат копирани за всяка нова дъщерна клетка. Хората имат 23 двойки хромозоми във всяка клетка. Всяка хромозома съхранява ДНК. Хромозомните двойки са назовани сестрински хроматидии точката, в която те се срещат, се нарича центромера.
Етапи на митозата
Целта на клетъчното деление е да копира генетичен материал в нови дъщерни клетки по такъв начин, че да могат да функционират правилно. За да се случи това, всяка единица ДНК трябва да бъде разпозната, така че трябва да има връзка между нея и други части на клетката за разпространение и трябва да има начин за придвижване на ДНК към дъщерните клетки.
Между клетъчните деления клетката е във фаза, наречена интерфазата, която се състои от първата пролука или G1 фаза, S фаза и втората празнина или G2 фаза.
След интерфаза започва митозата с профаза, В този момент хроматин в ядрото се дублира. Получените сестрински хроматиди са усукани компактно. Най- ядърце отминава и структура, наречена a вретено образува се в цитоплазмата на клетката, изградена от вретеновидни влакна.
прометафазата следва. В тази стъпка в цитоплазмата има фрагменти от ядрена обвивка. Шпинделът е микротубулитеили дълги протеинови нишки, подобни на тръби, напредват върху хромозомите, за да започнат своята работа. В съседния центромер между сестринските хроматиди, протеинов комплекс, наречен a кинетохорна появява се. Микротубулите се прикрепят към тази нова структура.
в метафаза, центрозомите се образуват на противоположните клетъчни полюси. Хромозомите се подреждат в една линия. Микротубулите се простират към центрозомите и се прави вретено. Микротубулите изпълняват анафазен слайд, премествайки хромозомите, докато не се централизират върху екватора на клетката.
По време на анафаза, сдвоените хроматиди са разделени. Те образуват нови хромозоми. Техните центрозоми са разпръснати от некинетохорни микротрубове, Хромозомите се преместват в противоположните краища на клетката.
телофазата води до клетъчно удължаване от некинетохорните микротрубове. Бившите ядрени фрагменти помагат за създаването на нови ядра за дъщерните клетки. Тогава усуканите хромозоми се разхлабват.
И накрая, в цитокинеза, действителната цитоплазма на клетката се разделя, за да се получат новите дъщерни клетки.
Какво е кинетохоре?
През 1880 г. анатомистът Уолтър Флемминг открива мястото на закрепване на митотични вретена на хромозоми. Това беше кинетохорът. Съвсем наскоро човешките кинетохори бяха изяснени с бързи темпове.
Определението за кинетохор в биологията е a протеинов комплекс който се образува върху хромозомите в техните центрове, в област, наречена центромер. Кинетохорите играят решаваща роля за правилното разпределение на ДНК в новите дъщерни клетки при митоза.
Този протеинов комплекс се счита за а макромолекули, Докато ДНК на различни организми варира в широки граници, кинетохорите са много сходни за различните видове и затова са такива съхранявано.
Разлики между микротубулите на кинетохори и ненкинетохори
Кинетохорите се различават от некинетохорните микротрубове по многобройни начини. Тяхната структурна разлика е първата разлика. Кинетохорите са големи структури, изградени от много различни протеини, събрани в центрометрите на хромозомите.
Кинетохорите служат като мост между ДНК на хромозома и некинетохорни микротрубове. Некинетохоровите микротубули са полимери, които работят с кинетохори за подравняване и разделяне на хромозомите. Микротрубочките, които не са с естетокехот, могат да бъдат дълги и вретено, и те обслужват различни функции. Тези различни структури обаче трябва да работят заедно, за да постигнат контрол върху хромозомите и тяхното движение по време на митоза.
Функцията на кинетохоре
Кинетохорите по същество работят като малки машини, които взаимодействат с клетъчните структури, за да движат хромозомите по време на клетъчното делене. Това е голяма отговорност за кинетохора; ако не бъдат преместени правилно, грешките в ДНК могат да доведат до вредни генетични разстройства или може би до рак. Кинетохорът се нуждае от функционален центромер, за да може да се събере на хромозомна ДНК и да работи върху своята решаваща роля.
Най- хистон център протеин Аили CENP-A образува нуклеозоми върху центромери. Той служи като място за образуване на кинетохори. CENP-A нуклеозомите работят с CENP-C, във вътрешната кинетохора, и това позволява кинетохора да се сглоби, така че хроматинът да бъде копиран. Кинетохорът се използва като стабилен метод за разпознаване на ДНК, за да може да протече митозата.
Взаимодействие с кинетохоре и ненкинетохор
След като кинетохорите се оставят да се съберат върху хромозома, протеините се събират и започват да изграждат тази горепосочена машина. При гръбначните животни може да има над 100 протеина в един кинетохор. Вътрешният кинетохор се състои от протеини, които взаимодействат с хрометиновия центромер. Външните кинетохори протеини работят за свързване на некинетохорни микротрубове. Това е още една разлика между кинетохорите и некинетохорите.
Сглобяването на кинетохора се провежда внимателно през клетъчния цикъл, така че след като клетката навлезе в митоза, за минути може да се случи динамично сглобяване на кинетохора. Тогава комплексът може да се разглоби според нуждите. Контролът на монтажа на кинетохоре се подпомага от фосфорилиране.
Кинетохорите трябва да работят директно с много некинетохорни микротубули. Комплексът нарече Ndc80 позволява това взаимодействие. Това е малко танц, тъй като микротубулите се променят по дължина, тъй като полимеризират и деполимеризират. Кинетохорът трябва да бъде в крак. Този „танц“ генерира сила.
По време на анафазата кинетохорите се изземват от некинетохорни микротубули от противоположните полюси и се изтеглят от тези микротрубове, за да могат хромозомите да се разделят. Микротрубните двигатели като кинезин и dynein подпомогнете това. Допълнителна сила се генерира, когато микротубулите се деполимеризират. Кинетохорът действа като контролер на силите на микротрубочките, така че може да подреди хромозомите за сегрегация.
Проверка за грешки
Динамичният кинетохор не е просто мъничка машина, която движи хромозомите един от друг. Той работи и като проверка на контрола на качеството. Всички грешки, направени в процеса, могат да доведат до генетични грешки. Кинетохорите също работят за спиране на дефектни прикачени файлове с микротрубове; това се подпомага от Киназа Aurora B чрез фосфорилиране.
В близост до сърцевината на центромери, протеинов комплекс, наречен Pcs1 / Mde4 работи за предотвратяване на неправилни приставки за кинетохор.
За да се случи анафазата правилно, грешките трябва да бъдат коригирани, иначе анафазата трябва да бъде забавена. Протеините помагат за проследяване на всяка от тези грешки; грешка води до сигнал в кинетохора, който води до спиране на клетъчния цикъл преди анафаза.
Накратко, кинетохорите се различават от некинетохорните микротрубове както по структура, така и по функция. И двете трябва да работят заедно, за да постигнат успешно клетъчно деление и запазване на ДНК в нови дъщерни клетки.
Нова граница
Изследователите продължават да разкриват как структурата и функцията на кинетохорите влияят върху хромозомната сегрегация при митоза и мейоза. Докато се развиват повече изследвания, учените се надяват, че ще имат по-ясен поглед върху това как работи сборката на кинетохор по време на репликацията на ДНК, наред с други възможности. Тази малка, но могъща машина поддържа гладкото деление на клетките и си струва да се проучи допълнително.