U eukariota se stanice tijela dijele kako bi stvorile više stanica u procesu tzv mitoza. Stanice reproduktivnih organa podvrgavaju se drugoj vrsti stanične podjele koja se naziva mejoza. U tim procesima stanice ulaze u nekoliko faza kako bi postigle diobu. Kinetohori igraju važnu ulogu u diobi stanica, osiguravajući pravilnu raspodjelu DNA u stanice kćeri.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Kinetohore i nekinetohore mikrotubuli su po strukturi prilično različiti. Oboje zajedno rade kako bi osigurali pravilnu raspodjelu DNA u stanice kćeri u staničnoj diobi.
Zašto je mitoza potrebna?
Eukariotske stanice podvrgnuti se mitozi za nova ili rastuća tkiva i za nespolno razmnožavanje. Jedna se stanica podijeli u dvije nove kćerke, dijeleći jezgru i kromosome da bi to učinila. Te su nove stanice identične.
Da bi se taj proces mogao uspješno odvijati, mora se održavati broj kromosoma stanica, što znači da ih se mora kopirati za svaku novu kćerku. Ljudi imaju 23 para kromosomi u svakoj ćeliji. Svaki kromosom pohranjuje DNK. Parovi kromosoma su imenovani
sestrinske kromatide, a točka na kojoj se susreću naziva se centromera.Faze mitoze
Cilj diobe stanica je kopiranje genetskog materijala u nove stanice kćeri na takav način da mogu pravilno funkcionirati. Da bi se to dogodilo, svaka jedinica DNA mora biti prepoznata, tako da između nje mora postojati veza i druge dijelove stanice za distribuciju, i mora postojati način za premještanje DNK u kćer Stanice.
Između diobe stanica, stanica je u fazi koja se naziva međufazni, koji se sastoji od prvog razmaka ili G1 faza, S faza i drugi razmak ili G2 faza.
Nakon interfaze, mitoza započinje sa profaza. U ovom trenutku kromatin u jezgri se duplicira. Nastale sestrinske kromatide kompaktno su uvijene. The nukleolus odlazi, a struktura zvana a vreteno formira se u citoplazmi stanice, izrađen od vretenastih vlakana.
Prometafaza slijedi. U ovom koraku u citoplazmi se nalaze fragmenti nuklearne ovojnice. Vreteno mikrotubule, ili duge proteinske niti slične cjevčici, napreduju prema kromosomima kako bi započeli svoj rad. Na susjednoj centromeri između sestrinskih kromatida, proteinski kompleks nazvan a kinetohore pojavljuje se. Mikrotubule se pričvršćuju na ovu novu strukturu.
U metafaza, centrosomi nastaju na suprotnim staničnim polovima. Kromosomi se raspoređuju u liniju. Mikrotubule se protežu prema centrosomima i izrađuje se vreteno. Mikrotubule izvode klizač anafaze, pomičući kromosome dok se ne centraliziraju na ekvatoru stanice.
Tijekom anafaza, uparene kromatide su odvojene. Oni tvore nove kromosome. Njihove centrosome potiskuju nekinetohore mikrotubule. Kromosomi se premještaju na suprotne krajeve stanice.
Telofaza rezultira staničnim izduživanjem mikrokinulama bez kinetohora. Nekadašnji nuklearni fragmenti pomažu u stvaranju novih jezgri za stanice kćeri. Tada se uvrnuti kromosomi popuštaju.
Napokon, u citokineza, stvarna citoplazma stanice se dijeli da bi nastale nove stanice kćeri.
Što je Kinetochore?
1880. godine anatom Walther Flemming otkrio je mjesto vezivanja mitotičkih vretena na kromosomima. Ovo je bio kinetochore. U novije vrijeme ljudski se kinetohori pojašnjavaju brzim tempom.
Definicija kinetohora u biologiji je proteinski kompleks koji nastaje na kromosomima u njihovim središtima, u području zvanom centromera. Kinetohore igraju presudnu ulogu za pravilnu distribuciju DNK u nove stanice kćeri u mitozi.
Ovaj proteinski kompleks smatra se a makromolekula. Iako se DNK različitih organizama jako razlikuje, kinetohore su vrlo slične među vrstama, pa su i takve konzervirano.
Razlike između kinetohora i nonkinetochore mikrotubula
Kinetohori se na mnogo načina razlikuju od mikrokinula koje nisu kinetohore. Njihova strukturna razlika prva je razlika. Kinetohore su velike strukture izrađene od mnogo različitih bjelančevina, sastavljene u centromerama kromosoma.
Kinetohori služe kao most između DNA kromosoma i mikrokinulica nekinetohora. Nekinetohore mikrotubuli su polimeri koji rade s kinetohorama radi poravnanja i razdvajanja kromosoma. Nekinetohore mikrotubule mogu biti dugačke i vretenaste i služe različitim funkcijama. Te različite strukture moraju surađivati, međutim, kako bi se postigla kontrola kromosoma i njihovo kretanje tijekom mitoze.
Funkcija kinetohore
Kinetohore u osnovi djeluju kao sićušni strojevi koji u interakciji sa staničnim strukturama premještaju kromosome tijekom stanične diobe. To je velika odgovornost za kinetohore; ako se ne premjeste pravilno, pogreške u DNK mogu dovesti do štetnih genetskih poremećaja ili možda do raka. Kinetohore treba funkcionalna centromera kako bi se mogao sastaviti na kromosomskoj DNA i početi raditi na svojoj ključnoj ulozi.
The protein histonske centromere A, ili CENP-A, tvori nukleosome na centromerama. Služi kao mjesto za stvaranje kinetohora. Nukleosomi CENP-A rade s CENP-C, u unutarnjem kinetohoru, a to omogućava sastavljanje kinetohora tako da se kromatin kopira. Kinetohora se koristi kao stabilna metoda prepoznavanja DNA kako bi se mitoza mogla nastaviti.
Interakcija kinetohora i nekinetohora
Jednom kad se kinetohorama dopusti sastavljanje na kromosomu, proteini se skupljaju i počinju graditi taj gore spomenuti stroj. U kralježnjacima u jednoj kinetohori može biti preko 100 proteina. Unutarnja kinetohora sastoji se od proteina koji djeluju u interakciji s kromatinovom centromerom. Proteini vanjskih kinetohora djeluju na vezanje nekinetoholnih mikrotubula. To je još jedna razlika između kinetohora i nekinetohora.
Sklapanje kinetohore pažljivo se provodi kroz stanični ciklus, tako da se nakon što stanica uđe u mitozu, dinamični sklop kinetohore može dogoditi za nekoliko minuta. Tada se kompleks može rastaviti po potrebi. Kontroli sklopa kinetohora pomaže fosforilacija.
Kinetohori moraju izravno surađivati s mnogim mikrokinulama bez kinetohora. Kompleks tzv Ndc80 omogućuje ovu interakciju. To je pomalo ples, jer se mikrotubule mijenjaju u duljini dok se polimeriziraju i depolimeriziraju. Kinetohora mora ići u korak. Ovaj "ples" generira silu.
Tijekom anafaze kinetohore hvataju mikrokinulice nekinetohora sa suprotnih polova i povlače ih te mikrotubule kako bi se kromosomi mogli odvojiti. Motori mikrotubula kao što su kinezin i dinein pomozi ovo. Dodatna sila nastaje kada se mikrotubuli depolimeriziraju. Kinetohore djeluje kao kontroler sila mikrotubula kako bi mogao poredati kromosome za segregaciju.
Provjera pogrešaka
Dinamična kinetohora nije samo maleni stroj koji razdvaja kromosome. Također radi kao provjera kontrole kvalitete. Sve pogreške učinjene u procesu mogu rezultirati genetskim pogreškama. Kinetochores također rade na zaustavljanju neispravnih dodataka mikrotubulama; tome pomaže Aurora B kinaza putem fosforilacije.
U blizini jezgre centromera, proteinski kompleks tzv Kom1 / mde4 radi na sprječavanju nepravilnih kinetohore veza.
Da bi se anafaza pravilno dogodila, pogreške se moraju ispraviti ili anafazu treba odgoditi. Proteini pomažu u pronalaženju bilo koje od ovih pogrešaka; pogreška rezultira signalom na kinetohoru koji rezultira zaustavljanjem staničnog ciklusa prije anafaze.
Sve u svemu, kinetohori se razlikuju od mikrokinulki koji nisu kinetohori i strukturom i funkcijom. Oboje moraju surađivati kako bi postigli uspješnu diobu stanica i očuvanje DNA u novim stanicama kćerima.
Nova granica
Istraživači i dalje otkrivaju kako struktura i funkcija kinetohora utječu na segregaciju kromosoma u mitozi i mejozi. Kako se bude istraživalo više, znanstvenici će, nadamo se, imati sve jasniji pogled na to kako sklop kinetohora djeluje tijekom replikacije DNA, među ostalim potencijalima. Ovaj mali, ali moćni stroj održava dijeljenje stanica nesmetano i vrijedi ga dodatno proučiti.