ההבדלים בין קינטוכור לנונקינטוכור

באיקריוטים, תאי הגוף מתחלקים ליצירת תאים נוספים בתהליך שנקרא מיטוזה. תאי איברי הרבייה עוברים סוג אחר של חלוקת תאים הנקראת מיוזה. בתהליכים אלה תאים נכנסים למספר שלבים כדי להשיג חלוקה. Kinetochores ממלאים תפקיד חשוב בחלוקת התאים, ומבטיחים הפצה נכונה של ה- DNA לתאי הבת.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

צינוריות קינטוכוריות ומיקרו-צינוריות שונות למדי במבנהן. שניהם עובדים יחד על מנת להבטיח הפצה נכונה של ה- DNA לתאי הבת בחלוקת התאים.

תאים איקריוטיים עוברים מיטוזה לרקמות חדשות או גדלות ולרבייה מינית. תא אחד מתחלק לשני תאי בת חדשים, מפצל את הגרעין והכרומוזומים על מנת לעשות זאת. תאים חדשים אלה זהים.

על מנת שתהליך זה יתקיים בהצלחה, יש לשמור על מספר הכרומוזומים של התאים, כלומר יש להעתיק אותם עבור כל תא בת חדש. לבני אדם יש 23 זוגות כרומוזומים בכל תא. כל כרומוזום מאחסן DNA. זוגות הכרומוזום נקראים כרומטידות אחותהנקודה בה הם נפגשים נקראת צנטרומר.

מטרת חלוקת התאים היא להעתיק חומר גנטי לתאי בת חדשים באופן שהם מסוגלים לתפקד כראוי. כדי שזה יקרה, יש להכיר בכל יחידת DNA ולכן צריך להיות קשר בינה וחלקים אחרים של התא להפצה, וחייבת להיות דרך להעביר את ה- DNA לבת תאים.

בין חלוקות התא, התא נמצא בשלב שנקרא שלב, שמורכב מהפער הראשון או G₁ שלב, שלב S והפער השני או G₂ שלב.

לאחר שלב, מיטוזה מתחילה ב נבואה. בנקודה זו כרומטין בגרעין משוכפל. הכרומטידות האחות שנוצרו מפותלות בקומפקטיות. ה גרעין נעלם, ומבנה שנקרא a נול נוצר בציטופלזמה של התא, עשוי מסיבי ציר.

פרומטאפאז עוקב אחר כך. בשלב זה, ישנם שברי מעטפה גרעינית בציטופלזמה. הציר צינורות מיקרו, או גדילי חלבון צינוריים ארוכים, מתקדמים על הכרומוזומים כדי להתחיל בעבודתם. בצנטרומר הצמוד בין הכרומטידות האחיות, מורכב חלבון הנקרא a קינטוכור מופיע. למבנה חדש זה מתחברים מיקרובוביות.

ב מטאפאזה, צנטרוזומים נוצרים בקוטבי התאים המנוגדים. הכרומוזומים מסדרים את עצמם בשורה. צינורות מיקרו נמתחים לעבר הצנטרוזומים, ועושים ציר. המיקרו-צינורות מבצעים את שקף אנפאזה, העברת הכרומוזומים עד לריכוזם בקו המשווה של התא.

בְּמַהֲלָך אנאפאזה, הכרומטידים הזוגיים מופרדים. אלה יוצרים כרומוזומים חדשים. המרכזיות שלהם נדחקות על ידי microtubules nonkinetochore. הכרומוזומים מועברים לקצוות ההפוכים של התא.

טלופאז מביא להתארכות תאית על ידי צינורות המיקרו-צינוריות. השברים הגרעיניים לשעבר עוזרים ביצירת גרעינים חדשים לתאי הבת. ואז הכרומוזומים המעוותים מתרופפים.

לבסוף, ב ציטוקינזיס, הציטופלזמה בפועל של התא מפוצלת כדי לגרום לתאי הבת החדשים.

בשנת 1880 גילה האנטומט וולטר פלמינג את אתר ההתקשרות של צירים מיטוטיים על כרומוזומים. זה היה הקינטוכור. לאחרונה, הבהירו קינטוכורים אנושיים בקצב מהיר.

הגדרת קינטוכור בביולוגיה היא א קומפלקס חלבונים שנוצר על כרומוזומים במרכזיהם, באזור הנקרא צנטרומר. Kinetochores ממלאים את התפקיד המכריע להפצה נכונה של DNA לתאי בת חדשים במיטוזה.

קומפלקס חלבון זה נחשב א מקרומולקולה. בעוד ש- DNA של אורגניזמים שונים משתנה מאוד, קינטוכוריות דומות מאוד בין המינים וכך הן מְשׁוּמָר.

Kinetochores נבדלים ממיקרו-צינורות nonkinetochore בדרכים רבות. ההבדל המבני שלהם הוא ההבדל הראשון. קינטוכורים הם מבנים גדולים עשויים חלבונים רבים ושונים, המורכבים במרכזי הכרומוזומים.

Kinetochores משמשים כגשר בין ה- DNA של כרומוזום למיקרובוביות nonkinetochore. מיקרו-צינורות נונקינטוכור הם פולימרים העובדים עם קינטוכורים ליישור וכרומוזומי הפרדה. מיקרו-צינורות של Nonkinetochore יכולים להיות ארוכים ודקים, והם משרתים פונקציות שונות. מבנים שונים אלה חייבים לעבוד יחד, עם זאת, כדי להשיג שליטה על הכרומוזומים ותנועתם במהלך המיטוזה.

Kinetochores בעצם עובדים כמכונות זעירות אשר מתקשרות עם מבנים תאיים כדי להזיז כרומוזומים במהלך חלוקת התאים. זו אחריות גדולה על הקינטוכורה; אם לא מועברים כראוי, שגיאות ב- DNA עלולות להוביל להפרעות גנטיות מזיקות או אולי לסרטן. קינטוכור זקוק לצנטרומר פונקציונלי כדי שיוכל להרכיב על DNA כרומוזומלי ולהתחיל לעבוד על תפקידו המכריע.

ה חלבון צנטרום היסטון A, או CENP-A, יוצר נוקלאוזומים על צנטרומרים. הוא משמש כאתר ליצירת קינטוכורים. נוקלאוזומים של CENP-A עובדים עם CENP-C, בקינטוכורה הפנימית, וזה מאפשר להרכיב את הקינטוכור כך להעתיק את הכרומטין. הקינטוכור משמש כשיטה יציבה לזיהוי דנ"א כך שהמיטוזה יכולה להמשיך.

ברגע שמותר לקינטוכוריות להרכיב על כרומוזום, חלבונים מתאספים ומתחילים לבנות את המכונה האמורה. בחולייתנים, יכולים להיות מעל 100 חלבונים בקינטוכורה אחת. הקינטוכורה הפנימית מורכבת מחלבונים האינטראקציה עם הצנטרומר של הכרומטין. החלבונים הקינטוכוריים החיצוניים פועלים לקשירת מיקרו-צינורות לא-קינטוכוריים. זהו הבדל נוסף בין קינטוכוריות ללא-קינטוכוריות.

הרכבת הקינטוכור מתנהלת בקפידה דרך מחזור התא כך שברגע שתא נכנס למיטוזה, הרכבה דינמית של הקינטוכור יכולה לקרות תוך דקות. ואז המתחם יכול להתפרק לפי הצורך. השליטה בהרכבת קינטוכור נעזרת ב זרחון.

Kinetochores חייבים לעבוד ישירות עם מיקרו-צינורות nonkinetochore רבים. המתחם התקשר Ndc80 מאפשר אינטראקציה זו. זה קצת ריקוד, שכן המיקרו-צינורות משתנים באורכם כשהם פולימרים ודפולימריזמים. הקינטוכורה חייבת לעמוד בקצב. "ריקוד" זה מייצר כוח.

במהלך anaphase, kinotochores נתפסים על ידי microtubules nonkinetochore מן הקטבים הנגדי נמשכים על ידי microtubules אלה כך הכרומוזומים יכולים להפריד. מנועי המיקרו-צינור כגון קינסין ו dynein עזור לזה. כוח נוסף נוצר כאשר המיקרו-צינורות מפולימרים. הקינטוכורה משמשת כבקרת כוחות המיקרו-צינורות כך שהיא יכולה לסדר כרומוזומים להפרדה.

הקינטוכורה הדינמית אינה רק מכונה זעירה המרחיקה כרומוזומים זה מזה. זה עובד גם כבדיקת בקרת האיכות. כל שגיאות שנעשו בתהליך עלולות לגרום לשגיאות גנטיות. Kinetochores פועלים גם כדי לעצור התקשרות פגומה עם צינורות מיקרו; זה נעזר ב אורורה B קינאז באמצעות זרחון.

סמוך לליבת הצנטרומרים, קומפלקס חלבונים הנקרא Pcs1 / Mde4 פועלת למניעת התקשרות קינטוכורה לא תקינה.

כדי שאנאפאזה יקרה כראוי, יש לתקן שגיאות, אחרת צריך לעכב את האנאפאזה. חלבונים עוזרים להתחקות אחר כל אחת מהשגיאות הללו; שגיאה מביאה לאות בקינטוכורה שמביא לעצירת מחזור התא לפני אנפאזה.

לסיכום, קינטוכוריות שונות ממיקרו-צינורות nonkinetochore הן במבנה והן בתפקוד. שניהם חייבים לעבוד יחד כדי להשיג חלוקה מוצלחת של תאים ושימור DNA בתאי בת חדשים.

החוקרים ממשיכים לחשוף כיצד המבנה והתפקוד של קינטוכורים משפיעים על הפרדת כרומוזומים במיטוזה ובמיוזה. ככל שמתרחש מחקר נוסף, יש לקוות שמדענים יקבלו השקפה ברורה יותר על אופן פעולתו של מכלול קינטוכור במהלך שכפול DNA, בין היתר. המכונה הקטנה אך האדירה הזו שומרת על חלוקת התאים בצורה חלקה, וכדאי להמשיך ללמוד אותה.