الاختلافات بين Kinetochore و Nonkinetochore

في حقيقيات النوى ، تنقسم خلايا الجسم لتكوين المزيد من الخلايا في عملية تسمى الانقسام المتساوي. تخضع خلايا الأعضاء التناسلية لنوع آخر من انقسام الخلايا يسمى الانقسام الاختزالي. في هذه العمليات ، تدخل الخلايا عدة مراحل لتحقيق الانقسام. تلعب Kinetochores دورًا مهمًا في انقسام الخلايا ، مما يضمن التوزيع المناسب للحمض النووي للخلايا الوليدة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

Kinetochores و nonkinetochore microtubules مختلفة تمامًا في الهيكل. كلاهما يعملان معًا لضمان التوزيع المناسب للحمض النووي للخلايا الوليدة في انقسام الخلايا.

الخلايا حقيقية النواة الخضوع للانقسام للأنسجة الجديدة أو النامية وللتكاثر اللاجنسي. تنقسم إحدى الخلايا إلى خليتين جديدتين ، تقسم النواة والكروموسومات من أجل القيام بذلك. هذه الخلايا الجديدة متطابقة.

لكي تتم هذه العملية بنجاح ، يجب الحفاظ على عدد الخلايا الصبغية ، مما يعني أنه يجب نسخها لكل خلية ابنة جديدة. لدى البشر 23 زوجًا من الكروموسومات في كل خلية. كل كروموسوم يخزن الحمض النووي. تتم تسمية أزواج الكروموسومات الكروماتيدات الشقيقة، والنقطة التي يلتقون عندها تسمى السنترومير.

الهدف من الانقسام الخلوي هو نسخ المادة الجينية إلى خلايا وليدة جديدة بطريقة تجعلها قادرة على العمل بشكل صحيح. ولكي يحدث هذا ، يجب التعرف على كل وحدة من وحدات الحمض النووي ، لذلك يجب أن يكون هناك ارتباط بينها وأجزاء أخرى من الخلية للتوزيع ، ولا بد من وجود طريقة لنقل الحمض النووي إلى الابنة الخلايا.

بين انقسامات الخلية ، تكون الخلية في مرحلة تسمى الطور البيني، والتي تتكون من الفجوة الأولى أو G₁ المرحلة ، المرحلة S والفجوة الثانية أو G₂ مرحلة.

بعد الطور البيني ، يبدأ الانقسام الطور الأول. عند هذه النقطة الكروماتينية في النواة مكررة. تكون الكروماتيدات الشقيقة الناتجة ملتوية بشكل مضغوط. ال النواة يختفي ، ويطلق على هيكل يسمى أ مغزل تتشكل في سيتوبلازم الخلية ، مصنوعة من ألياف المغزل.

بروميثافيز يتبع. في هذه الخطوة ، توجد شظايا غلاف نووي في السيتوبلازم. المغزل أنابيب مجهرية، أو خيوط البروتين الطويلة الشبيهة بالأنابيب ، تتقدم على الكروموسومات لبدء عملها. في المركز المجاور بين الكروماتيدات الشقيقة ، يوجد مركب بروتيني يسمى أ kinetochore يبدو. ترتبط الأنابيب الدقيقة بهذا الهيكل الجديد.

في الطورية، تتشكل الجسيمات المركزية في أقطاب الخلية المقابلة. ترتب الكروموسومات نفسها في خط. تمتد الأنابيب الدقيقة نحو الجسيمات المركزية ، ويتم صنع مغزل. الأنابيب الدقيقة تؤدي شريحة طور، تحريك الكروموسومات حتى تتمركز على خط استواء الخلية.

أثناء طور، يتم فصل الكروماتيدات المقترنة. هذه تشكل كروموسومات جديدة. يتم دفع الجسيمات المركزية الخاصة بهم عن طريق الأنابيب الدقيقة غير الكينية. يتم نقل الكروموسومات إلى الأطراف المقابلة للخلية.

Telophase ينتج عنه استطالة خلوية بواسطة الأنابيب الدقيقة اللاكينيتونية. تساعد الشظايا النووية السابقة على تكوين نوى جديدة للخلايا الوليدة. ثم تفقد الكروموسومات الملتوية.

أخيرًا ، في يظهر، يتم تقسيم السيتوبلازم الفعلي للخلية لينتج عن الخلايا الوليدة الجديدة.

في عام 1880 ، اكتشف عالم التشريح والثر فليمنج موقع التعلق بالمغازل الانقسامية على الكروموسومات. كان هذا هو kinetochore. في الآونة الأخيرة ، تم توضيح الحركات الحركية البشرية بوتيرة سريعة.

تعريف kinetochore في علم الأحياء هو أ مجمع البروتين التي تتشكل على الكروموسومات في مراكزها ، في منطقة تسمى السنترومير. تلعب Kinetochores دورًا حاسمًا في توزيع الحمض النووي بشكل صحيح على الخلايا الوليدة الجديدة في الانقسام الفتيلي.

يعتبر مجمع البروتين هذا جزيء ضخم. بينما يختلف الحمض النووي للكائنات المختلفة على نطاق واسع ، فإن kinetochores متشابهة جدًا عبر الأنواع ، وبالتالي فهي كذلك محفوظ.

تختلف Kinetochores عن الأنابيب الدقيقة nonkinetochore بعدة طرق. الاختلاف الهيكلي بينهما هو الاختلاف الأول. Kinetochores هي هياكل كبيرة مصنوعة من العديد من البروتينات المختلفة ، مجمعة في مراكز الكروموسومات.

تعمل Kinetochores كجسر بين الحمض النووي للكروموسوم والأنابيب الدقيقة nonkinetochore. الأنابيب الدقيقة غير الكينية هي بوليمرات تعمل مع kinetochores لمحاذاة وفصل الكروموسومات. يمكن أن تكون الأنابيب الدقيقة غير الكينية طويلة وقوية ، وتؤدي وظائف مختلفة. ومع ذلك ، يجب أن تعمل هذه الهياكل المختلفة معًا لتحقيق التحكم في الكروموسومات وحركتها أثناء الانقسام.

تعمل Kinetochores بشكل أساسي كآلات صغيرة تتفاعل مع الهياكل الخلوية لتحريك الكروموسومات أثناء انقسام الخلية. هذه مسؤولية كبيرة على kinetochore. إذا لم يتم نقلها بشكل صحيح ، فقد تؤدي الأخطاء في الحمض النووي إلى اضطرابات وراثية ضارة أو ربما إلى السرطان. يحتاج kinetochore إلى مركز مركزي وظيفي حتى يتمكن من التجمع على الحمض النووي الصبغي والبدء في العمل على دوره الحاسم.

ال بروتين هيستون السنترومير أ، أو CENP-A ، تشكل النواة على السنتروميرات. إنه بمثابة موقع لتكوين kinetochores. تعمل نيوكليوسومات CENP-A مع CENP-C ، في kinetochore الداخلي ، وهذا يسمح بتجميع kinetochore بحيث يتم نسخ الكروماتين. يتم استخدام kinetochore كطريقة مستقرة للتعرف على الحمض النووي حتى يمكن المضي قدمًا في الانقسام.

بمجرد أن يُسمح لـ kinetochores بالتجمع على كروموسوم ، تتجمع البروتينات وتبدأ في بناء تلك الآلة المذكورة أعلاه. في الفقاريات ، يمكن أن يكون هناك أكثر من 100 بروتين في kinetochore واحد. يتكون الجزء الحركي الداخلي من بروتينات تتفاعل مع مركز الكروماتين المركزي. تعمل بروتينات kinetochores الخارجية على ربط الأنابيب الدقيقة nonkinetochore. هذا فرق آخر بين kinetochores و nonkinetochores.

يتم إجراء تجميع kinetochore بعناية من خلال دورة الخلية بحيث أنه بمجرد دخول الخلية في الانقسام الفتيلي ، يمكن أن يحدث التجميع الديناميكي للحركية في غضون دقائق. ثم يمكن للمجمع التفكيك حسب الحاجة. يتم المساعدة في التحكم في تجميع kinetochore الفسفرة.

يجب أن تعمل Kinetochores مع العديد من الأنابيب الدقيقة nonkinetochore مباشرة. المجمع دعا Ndc80 يسمح بهذا التفاعل. إنه نوع من الرقص ، حيث تتغير الأنابيب الدقيقة في الطول لأنها تتبلمر وتتلاشى. يجب على kinetochore مواكبة. هذه "الرقصة" تولد القوة.

أثناء الطور ، يتم الاستيلاء على الأنابيب الحركية بواسطة الأنابيب الدقيقة غير الكينية من القطبين المعاكسين ويتم سحبها بواسطة تلك الأنابيب الدقيقة حتى يمكن فصل الكروموسومات. محركات الأنابيب الدقيقة مثل كينيسين و دينين ساعد هذا. يتم إنشاء قوة إضافية عند إزالة بلمرة الأنابيب الدقيقة. يعمل kinetochore كمتحكم في قوى الأنابيب الدقيقة حتى يتمكن من محاذاة الكروموسومات للفصل العنصري.

إن النواة الحركية الديناميكية ليست مجرد آلة صغيرة تحرك الكروموسومات بعيدًا عن بعضها. كما أنه يعمل بمثابة فحص لمراقبة الجودة. أي أخطاء في العملية يمكن أن تؤدي إلى أخطاء وراثية. تعمل Kinetochores أيضًا على إيقاف المرفقات المعيبة بالأنابيب الدقيقة ؛ هذا بمساعدة أورورا ب كيناز عبر الفسفرة.

بالقرب من قلب السنتروميرات ، يسمى مجمع البروتين أجهزة الكمبيوتر 1 / Mde4 يعمل على منع مرفقات kinetochore غير الصحيحة.

لكي يحدث الطور بشكل صحيح ، يجب تصحيح الأخطاء ، وإلا يجب تأخير طور الطور. تساعد البروتينات في تعقب أي من هذه الأخطاء ؛ ينتج عن خطأ إشارة في kinetochore تؤدي إلى إيقاف دورة الخلية قبل الطور.

باختصار ، تختلف kinetochores عن الأنابيب الدقيقة nonkinetochore في كل من الهيكل والوظيفة. يجب أن يعمل كلاهما معًا لتحقيق انقسام خلوي ناجح والحفاظ على الحمض النووي في الخلايا الوليدة الجديدة.

يواصل الباحثون اكتشاف كيفية تأثير بنية ووظيفة kinetochores على فصل الكروموسوم في الانقسام والانقسام الاختزالي. مع تطور المزيد من الأبحاث ، نأمل أن يكون لدى العلماء رؤية أوضح حول كيفية عمل مجموعة kinetochore أثناء تكرار الحمض النووي ، من بين الإمكانات الأخرى. تحافظ هذه الآلة الصغيرة ولكن القوية على سير عملية الانقسام الخلوي بسلاسة ، وهي تستحق مزيدًا من الدراسة.