Forskellene mellem Kinetochore og Nonkinetochore

I eukaryoter deles kroppens celler for at skabe flere celler i en proces, der kaldes mitose. Reproduktive organceller gennemgår en anden slags celledeling kaldet meiose. I disse processer går celler ind i flere faser for at opnå opdeling. Kinetochores spiller en vigtig rolle i celledeling og sikrer korrekt distribution af DNA til datterceller.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

Kinetochores og nonkinetochore mikrotubuli er ret forskellige i struktur. De arbejder begge sammen for at sikre korrekt distribution af DNA til datterceller i celledeling.

Eukaryote celler gennemgår mitose for nyt eller voksende væv og for aseksuel reproduktion. En celle opdeles i to nye datterceller, der deler kernen og kromosomerne for at gøre dette. Disse nye celler er identiske.

For at denne proces kan finde sted med succes, skal kromosomantal celler opretholdes, hvilket betyder at de skal kopieres til hver nye dattercelle. Mennesker har 23 par kromosomer i hver celle. Hvert kromosom lagrer DNA. Kromosomparene er navngivet

Celledivisionens mål er at kopiere genetisk materiale til nye datterceller på en sådan måde, at de er i stand til at fungere korrekt. For at dette kan ske, skal hver enhed af DNA genkendes, så der skal være en forbindelse mellem den og andre dele af cellen til distribution, og der skal være en måde at flytte DNA'et til datteren på celler.

Mellem celledelinger er cellen i en fase kaldet mellemfase, som består af det første hul eller G₁ fase, S-fase og andet hul eller G₂ fase.

Efter mellemfase begynder mitose med profase. På dette tidspunkt kromatin i kernen duplikeres. De resulterende søsterkromatider er snoet kompakt. Det nucleolus forsvinder, og en struktur kaldet a spindel dannes i cellens cytoplasma, lavet af spindelfibre.

Prometaphase følger. I dette trin er der kernefragmentfragmenter i cytoplasmaet. Spindlen er mikrotubulieller lange rørlignende proteintråde, kom frem på kromosomerne for at begynde deres arbejde. Ved den tilstødende centromer mellem søsterkromatiderne kaldes et proteinkompleks kaldet a kinetochore kommer til syne. Mikrotubuli fastgøres til denne nye struktur.

I metafase, dannes centrosomer ved de modsatte cellepoler. Kromosomerne arrangerer sig i en linje. Mikrotubuli strækker sig mod centrosomerne, og der laves en spindel. Mikrotubuli udfører anafase dias, flytter kromosomerne, indtil de er centraliseret på cellens ækvator.

I løbet af anafase, adskilles de parrede kromatider. Disse danner nye kromosomer. Deres centrosomer skubbes fra hinanden af nonkinetochore mikrotubuli. Kromosomerne flyttes til de modsatte ender af cellen.

Telofase resulterer i cellulær forlængelse af mikrotubuli med ikke-kinetokore. De tidligere atomfragmenter hjælper med at skabe nye kerner til dattercellerne. Derefter løsnes de snoede kromosomer.

Endelig i cytokinese, den faktiske cytoplasma af cellen er opdelt for at resultere i de nye datterceller.

I 1880 opdagede anatom Walther Flemming fastgørelsesstedet for mitotiske spindler på kromosomer. Dette var kinetochore. For nylig er menneskelige kinetochores blevet belyst i et hurtigt tempo.

Kinetochore-definitionen i biologi er en proteinkompleks der dannes på kromosomer i deres centre, i et område kaldet centromeren. Kinetochores spiller den afgørende rolle for korrekt distribution af DNA til nye datterceller i mitose.

Dette proteinkompleks betragtes som en makromolekyle. Mens DNA fra forskellige organismer varierer meget, er kinetochores meget ens på tværs af arter og er således bevaret.

Kinetochores adskiller sig fra nonkinetochore mikrotubuli på adskillige måder. Deres strukturelle forskel er den første forskel. Kinetochores er store strukturer lavet af mange forskellige proteiner, samlet ved kromosomens centromer.

Kinetochores tjener som en bro mellem DNA i et kromosom og ikke-kinetochore mikrotubuli. Nonkinetochore mikrotubuli er polymerer, der arbejder med kinetochores for at justere og adskille kromosomer. Nonkinetochore mikrotubuli kan være lange og spindelige, og de tjener forskellige funktioner. Disse forskellige strukturer skal dog arbejde sammen for at opnå kontrol med kromosomer og deres bevægelse under mitose.

Kinetochores fungerer i det væsentlige som små maskiner, der interagerer med cellulære strukturer for at flytte kromosomer under celledeling. Dette er et stort ansvar for kinetochore; hvis de ikke flyttes ordentligt, kan fejl i DNA'et føre til skadelige genetiske lidelser eller måske til kræft. En kinetochore har brug for en funktionel centromer, så den kan samles på kromosomalt DNA og komme i gang med sin afgørende rolle.

Det histon centromer protein Aeller CENP-A, danner nukleosomer på centromerer. Det fungerer som stedet for kinetochores at danne. CENP-A-nukleosomer arbejder med CENP-C i den indre kinetochore, og dette gør det muligt at samle kinetochore, så kromatinet kopieres. Kinetochore bruges som en stabil metode til DNA-genkendelse, så mitose kan fortsætte.

Når kinetochores får lov til at samles på et kromosom, samles proteiner og begynder at bygge den førnævnte maskine. Hos hvirveldyr kan der være over 100 proteiner i en kinetochore. Den indre kinetochore består af proteiner, der interagerer med kromatins centromer. De ydre kinetochores 'proteiner arbejder på at binde mikrotubuli med ikke-kinetochore. Dette er en anden forskel mellem kinetochores og nonkinetochores.

Samlingen af ​​kinetochore udføres omhyggeligt gennem cellecyklussen, så når en celle kommer ind i mitose, kan en dynamisk samling af kinetochore ske på få minutter. Derefter kan komplekset skilles ad efter behov. Styringen af ​​kinetochore samling er assisteret af fosforylering.

Kinetochores skal arbejde med mange nonkinetochore mikrotubuli direkte. Komplekset kaldte Ndc80 tillader denne interaktion. Det er lidt af en dans, da mikrotubuli skifter længde, når de polymeriserer og depolymeriseres. Kinetochore skal følge med. Denne "dans" genererer kraft.

Under anafase bliver kinetochores beslaglagt af nonkinetochore mikrotubuli fra de modsatte poler og trækkes af disse mikrotubuli, så kromosomerne kan adskilles. Mikrotubuli motorer såsom kinesin og dynein hjælp dette. Yderligere kraft genereres, når mikrotubuli depolymeriserer. Kinetochore fungerer som en styring af mikrotubuli-kræfterne, så den kan stille kromosomer op til segregering.

Den dynamiske kinetochore er ikke kun en lille maskine, der flytter kromosomer fra hinanden. Det fungerer også som en kontrol af kvalitetskontrol. Eventuelle fejl i processen kan resultere i genetiske fejl. Kinetochores arbejder også for at stoppe defekte vedhæftninger med mikrotubuli; dette er hjulpet af Aurora B-kinase via fosforylering.

Nær kernen af ​​centromerer kaldes et proteinkompleks Stk1 / Mde4 arbejder for at forhindre forkert vedhæftning af kinetochore.

For at anafase kan ske korrekt, skal fejl rettes, ellers skal anafasen forsinkes. Proteiner hjælper med at spore nogen af ​​disse fejl; en fejl resulterer i et signal ved kinetochore, der resulterer i standsning af cellecyklussen før anafase.

Alt i alt adskiller kinetochores sig fra ikke-kinetochore mikrotubuli i både struktur og funktion. Begge skal arbejde sammen for at opnå en vellykket celledeling og konservering af DNA i nye datterceller.

Forskere afdækker fortsat, hvordan strukturen og funktionen af ​​kinetochores påvirker kromosomseparation i mitose og meiose. Efterhånden som mere forskning udfolder sig, vil forskere forhåbentlig have en klarere opfattelse af, hvordan kinetochore-samlingen fungerer under DNA-replikation, blandt andre muligheder. Denne lille, men mægtige maskine holder celledeling kørende, og det er værd at undersøge.