Οι διαφορές μεταξύ Kinetochore & Nonkinetochore

Στα ευκαρυωτικά, τα κύτταρα του σώματος χωρίζονται για να κάνουν περισσότερα κύτταρα σε μια διαδικασία που ονομάζεται μίτωσις. Τα αναπαραγωγικά κύτταρα οργάνων υφίστανται ένα άλλο είδος κυτταρικής διαίρεσης που ονομάζεται μύωση. Σε αυτές τις διαδικασίες, τα κύτταρα εισέρχονται σε διάφορες φάσεις για να επιτύχουν διαίρεση. Τα Kinetochores διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κυτταρική διαίρεση, διασφαλίζοντας τη σωστή κατανομή του DNA στα θυγατρικά κύτταρα.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Οι μικροσωληνίσκοι Kinetochores και nonkinetochore έχουν πολύ διαφορετική δομή. Και οι δύο συνεργάζονται για να εξασφαλίσουν τη σωστή κατανομή του DNA σε θυγατρικά κύτταρα στην κυτταρική διαίρεση.

Ευκαρυωτικά κύτταρα υποβάλλονται σε μίτωση για νέους ή αναπτυσσόμενους ιστούς και για ασεξουαλική αναπαραγωγή. Ένα κύτταρο χωρίζεται σε δύο νέα θυγατρικά κύτταρα, χωρίζοντας τον πυρήνα και τα χρωμοσώματα για να γίνει αυτό. Αυτά τα νέα κελιά είναι πανομοιότυπα.

Για να πραγματοποιηθεί επιτυχώς αυτή η διαδικασία, πρέπει να διατηρηθεί ο αριθμός χρωμοσωμάτων των κυττάρων, που σημαίνει ότι πρέπει να αντιγραφούν για κάθε νέο θυγατρικό κελί. Οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη

Στόχος της κυτταρικής διαίρεσης είναι να αντιγράψει γενετικό υλικό σε νέα θυγατρικά κύτταρα με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι σε θέση να λειτουργούν σωστά. Για να συμβεί αυτό, κάθε μονάδα DNA πρέπει να αναγνωριστεί, οπότε πρέπει να υπάρχει σύνδεση μεταξύ του και άλλα μέρη του κελιού για διανομή, και πρέπει να υπάρχει ένας τρόπος για να μετακινήσετε το DNA στην κόρη κύτταρα.

Μεταξύ των κυτταρικών διαιρέσεων, το κελί βρίσκεται σε μια φάση που ονομάζεται ενδιάμεση φάση, το οποίο αποτελείται από το πρώτο κενό ή το G₁ φάση, η φάση S και το δεύτερο κενό ή G₂ φάση.

Μετά την ενδιάμεση φάση, η μίτωση ξεκινά με προφητεία. Σε αυτό το σημείο χρωματίνη στον πυρήνα είναι διπλό. Τα προκύπτοντα αρωματικά χρωματοειδή στρίβονται συμπαγή. ο πυρήνας εξαφανίζεται και μια δομή που ονομάζεται α άτρακτος σχηματίζεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, κατασκευασμένο από ίνες ατράκτου.

Προμεταφάση ακολουθεί. Σε αυτό το βήμα, υπάρχουν θραύσματα πυρηνικών φακέλων στο κυτόπλασμα. Ο άξονας μικροσωληνίσκοι, ή μακρά κλώνοι πρωτεΐνης σωληνοειδούς, προχωρούν πάνω στα χρωμοσώματα για να ξεκινήσουν την εργασία τους. Στο διπλανό κεντρομερές μεταξύ των αδελφών χρωματοειδών, ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ονομάζεται α kinetochore εμφανίζεται. Οι μικροσωληνίσκοι συνδέονται με αυτήν τη νέα δομή.

Σε μεταφάση, τα κεντροσώματα σχηματίζονται στους αντίθετους κυτταρικούς πόλους. Τα χρωμοσώματα τακτοποιούνται σε μια γραμμή. Οι μικροσωληνίσκοι εκτείνονται προς τα κεντροσώματα και δημιουργείται ένας άξονας. Οι μικροσωληνίσκοι εκτελούν το διαφάνεια αναφάσης, μετακινώντας τα χρωμοσώματα έως ότου συγκεντρωθούν στον ισημερινό του κυττάρου.

Στη διάρκεια ανάφαση, τα ζευγαρωμένα χρωματοειδή διαχωρίζονται. Αυτά σχηματίζουν νέα χρωμοσώματα. Τα κεντροσώματά τους σπρώχνονται μικροσωληνίσκοι nonkinetochore. Τα χρωμοσώματα μετακινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου.

Τηλοφάση έχει ως αποτέλεσμα την επιμήκυνση των κυττάρων από τους μικροσωληνίσκους των μη-νευροτοχό. Τα προηγούμενα πυρηνικά θραύσματα βοηθούν στη δημιουργία νέων πυρήνων για τα θυγατρικά κύτταρα. Στη συνέχεια, τα στριμμένα χρωμοσώματα χαλαρώνουν.

Τέλος, στο κυτοκίνηση, το πραγματικό κυτταρόπλασμα του κυττάρου χωρίζεται για να οδηγήσει στα νέα θυγατρικά κύτταρα.

Το 1880, ένας ανατομικός Walther Flemming ανακάλυψε τη θέση σύνδεσης για μιτωτικούς ατράκτους στα χρωμοσώματα. Αυτή ήταν η κινετοχώρα. Πιο πρόσφατα, τα ανθρώπινα κινητοχρώματα έχουν διευκρινιστεί με ταχύ ρυθμό.

Ο ορισμός της κινετοχώρα στη βιολογία είναι α πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που σχηματίζεται στα χρωμοσώματα στα κέντρα τους, σε μια περιοχή που ονομάζεται κεντρομερές. Τα Kinetochores διαδραματίζουν τον κρίσιμο ρόλο για τη σωστή διανομή του DNA σε νέα θυγατρικά κύτταρα στη μίτωση.

Αυτό το πρωτεϊνικό σύμπλεγμα θεωρείται α μακρομόριο. Ενώ το DNA διαφορετικών οργανισμών ποικίλλει ευρέως, τα κινοτοχώρα είναι πολύ παρόμοια μεταξύ των ειδών και είναι έτσι διατηρημένο.

Τα Kinetochores διαφέρουν από τους μικροσωληνίσκους nonkinetochore με πολλούς τρόπους. Η διαρθρωτική διαφορά τους είναι η πρώτη διαφορά. Οι κινετοχώρες είναι μεγάλες δομές κατασκευασμένες από πολλές διαφορετικές πρωτεΐνες, συναρμολογημένες στα κεντρομερή των χρωμοσωμάτων.

Τα κινετοχώρια χρησιμεύουν ως γέφυρα μεταξύ του DNA ενός χρωμοσώματος και μικροσωληνίσκων μη-νευροτοχό. Οι μικροσωληνίσκοι Nonkinetochore είναι πολυμερή που λειτουργούν με κινητοχώρα για την ευθυγράμμιση και τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων. Οι μικροσωληνίσκοι Nonkinetochore μπορεί να είναι μακρύι και αδρανείς και εξυπηρετούν διαφορετικές λειτουργίες. Αυτές οι διαφορετικές δομές πρέπει να συνεργαστούν, ωστόσο, για να επιτύχουν τον έλεγχο των χρωμοσωμάτων και την κίνησή τους κατά τη διάρκεια της μίτωσης.

Τα Kinetochores ουσιαστικά λειτουργούν ως μικροσκοπικά μηχανήματα που αλληλεπιδρούν με κυτταρικές δομές για την κίνηση των χρωμοσωμάτων κατά την κυτταρική διαίρεση. Αυτή είναι μια μεγάλη ευθύνη για το kinetochore. Εάν δεν μετακινηθεί σωστά, τα σφάλματα στο DNA θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε επιβλαβείς γενετικές διαταραχές ή ίσως σε καρκίνο. Ένα kinetochore χρειάζεται μια λειτουργική κεντρομερή ώστε να μπορεί να συγκεντρωθεί στο χρωμοσωμικό DNA και να ξεκινήσει να εργάζεται για τον κρίσιμο ρόλο του.

ο πρωτεΐνη Α κεντρομερούς ιστόνης, ή CENP-A, σχηματίζει νουκλεοσώματα στα κεντρομερή. Χρησιμεύει ως ο ιστότοπος για τη διαμόρφωση των κινητοφόρων. Τα νουκλεοσώματα CENP-A λειτουργούν με το CENP-C, στην εσωτερική κινοχώρα, και αυτό επιτρέπει την συναρμολόγηση της κινοτοχέως ώστε να αντιγραφεί η χρωματίνη. Το kinetochore χρησιμοποιείται ως σταθερή μέθοδος αναγνώρισης DNA, ώστε να μπορεί να προχωρήσει η μίτωση.

Μόλις αφεθούν τα κινητοφόρα να συγκεντρωθούν σε ένα χρωμόσωμα, οι πρωτεΐνες μαζεύονται και αρχίζουν να χτίζουν την προαναφερθείσα μηχανή. Σε σπονδυλωτά, μπορεί να υπάρχουν περισσότερες από 100 πρωτεΐνες σε μία κινοτοχώρα. Η εσωτερική κινετοχώρα αποτελείται από πρωτεΐνες που αλληλεπιδρούν με το κεντρομερές της χρωματίνης. Οι πρωτεΐνες του εξωτερικού kinetochores λειτουργούν για τη σύνδεση μικροσωληνίσκων nonkinetochore. Αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ των κινοτοχορών και των μηκινητοφόρων.

Η συναρμολόγηση της κινοτοχέρας διεξάγεται προσεκτικά μέσω του κυτταρικού κύκλου έτσι ώστε όταν ένα κύτταρο εισέλθει σε μίτωση, μια δυναμική συναρμολόγηση της κινοτοχορής μπορεί να συμβεί σε λίγα λεπτά. Στη συνέχεια, το συγκρότημα μπορεί να αποσυναρμολογηθεί όπως απαιτείται. Ο έλεγχος της συναρμολόγησης kinetochore υποστηρίζεται από φωσφορυλίωση.

Το Kinetochores πρέπει να συνεργάζεται άμεσα με πολλούς μικροσωληνίσκους nonkinetochore. Το συγκρότημα ονομάζεται Ndc80 επιτρέπει αυτήν την αλληλεπίδραση. Είναι λίγο χορός, καθώς οι μικροσωληνίσκοι αλλάζουν σε μήκος καθώς πολυμερίζονται και αποπολυμερίζονται. Το kinetochore πρέπει να συνεχίσει. Αυτός ο «χορός» δημιουργεί δύναμη.

Κατά τη διάρκεια της αναφάσης, τα κινητοχρώματα δεσμεύονται από μικροσωληνίσκους μη-νευροτοχό από τους αντίθετους πόλους και τραβούνται από αυτούς τους μικροσωληνίσκους έτσι ώστε τα χρωμοσώματα να μπορούν να διαχωριστούν. Οι κινητήρες μικροσωληνίσκων όπως κινεζίνη και δυναϊνη βοηθήστε αυτό. Επιπλέον δύναμη δημιουργείται όταν οι μικροσωληνίσκοι αποπολυμερίζονται. Το kinetochore λειτουργεί ως ελεγκτής των δυνάμεων των μικροσωληνίσκων έτσι ώστε να μπορεί να ευθυγραμμίσει τα χρωμοσώματα για διαχωρισμό.

Το δυναμικό kinetochore δεν είναι μόνο ένα μικρό μηχάνημα που κινεί τα χρωμοσώματα. Λειτουργεί επίσης ως έλεγχος του ποιοτικού ελέγχου. Τυχόν λάθη που γίνονται στη διαδικασία θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε γενετικά λάθη. Το Kinetochores λειτουργεί επίσης για να σταματήσει ελαττωματικά εξαρτήματα με μικροσωληνίσκους. αυτό βοηθάται από Aurora Β κινάση μέσω φωσφορυλίωσης.

Κοντά στον πυρήνα των κεντρομερών, ονομάζεται ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα Pcs1 / Mde4 λειτουργεί για την αποτροπή ακατάλληλων προσκολλήσεων kinetochore.

Για να γίνει σωστά η ανάφαση, τα σφάλματα πρέπει να διορθωθούν, διαφορετικά η αναφάση πρέπει να καθυστερήσει. Οι πρωτεΐνες βοηθούν στον εντοπισμό οποιουδήποτε από αυτά τα σφάλματα. ένα σφάλμα οδηγεί σε ένα σήμα στην κινετοχώρα που οδηγεί στη διακοπή του κυτταρικού κύκλου πριν από την ανάφαση.

Εν ολίγοις, οι κινοτοξώρες διαφέρουν από τους μικροσωληνίσκους μη-νευροτοχό τόσο στη δομή όσο και στη λειτουργία. Και οι δύο πρέπει να συνεργαστούν για να επιτύχουν την επιτυχή διαίρεση των κυττάρων και τη διατήρηση του DNA σε νέα θυγατρικά κύτταρα.

Οι ερευνητές συνεχίζουν να αποκαλύπτουν πώς η δομή και η λειτουργία των κινητοφόρων επηρεάζουν τον διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων στη μίτωση και τη μύωση. Καθώς εξελίσσεται περισσότερη έρευνα, οι επιστήμονες ελπίζουμε ότι θα έχουν μια σαφέστερη άποψη για το πώς λειτουργεί το συγκρότημα kinetochore κατά την αναπαραγωγή του DNA, μεταξύ άλλων δυνατοτήτων. Αυτή η μικρή αλλά δυνατή μηχανή διατηρεί την ομαλή διαίρεση των κυττάρων και αξίζει περαιτέρω μελέτη