Kinetochore un Nonkinetochore atšķirības

Eikariotos ķermeņa šūnas dalās, lai procesā iegūtu vairāk šūnu mitoze. Reproduktīvo orgānu šūnās notiek cita veida šūnu dalīšanās, ko sauc mejoze. Šajos procesos šūnas nonāk vairākās fāzēs, lai sasniegtu dalīšanos. Kinetohoriem ir svarīga loma šūnu dalīšanās procesā, nodrošinot pareizu DNS sadalījumu meitas šūnās.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Kinetochores un nonkinetochore mikrotubulas pēc struktūras ir diezgan atšķirīgas. Viņi abi strādā kopā, lai nodrošinātu pareizu DNS sadalījumu meitas šūnās šūnu dalīšanās procesā.

Eikariotu šūnas iziet mitozi jauniem vai augošiem audiem un bezdzimuma reprodukcijai. Viena šūna sadalās divās jaunās meitas šūnās, sadalot kodolu un hromosomas, lai to izdarītu. Šīs jaunās šūnas ir identiskas.

Lai šis process noritētu veiksmīgi, ir jāsaglabā šūnu hromosomu skaits, tas nozīmē, ka tie ir jākopē katrai jaunai meitas šūnai. Cilvēkiem ir 23 pāri hromosomas katrā šūnā. Katra hromosoma glabā DNS. Tiek nosaukti hromosomu pāri māsas hromatīdi, un punktu, kurā viņi satiekas, sauc par centromēra.

Šūnu dalīšanās mērķis ir kopēt ģenētisko materiālu jaunās meitas šūnās tā, lai tās spētu pareizi darboties. Lai tas notiktu, katra DNS vienība ir jāatpazīst, tāpēc starp to jābūt saistītai un citas šūnas daļas izplatīšanai, un ir jābūt iespējai pārvietot DNS uz meitu šūnas.

Starp šūnu dalījumiem šūna ir fāzē, ko sauc starpfāze, kas sastāv no pirmās atstarpes jeb G₁ fāze, S fāze un otrā sprauga jeb G₂ fāze.

Pēc starpfāzes mitoze sākas ar pareģot. Šajā brīdī hromatīns kodolā tiek dublēts. Iegūtie māsu hromatīdi ir kompakti savīti. The kodols iet prom, un struktūra, ko sauc par a vārpsta veidojas šūnas citoplazmā, kas izgatavota no vārpstas šķiedrām.

Prometafāze seko. Šajā solī citoplazmā ir kodola apvalka fragmenti. Vārpsta mikrotubulasvai garie olvadu veida olbaltumvielu pavedieni virzās uz hromosomām, lai sāktu savu darbu. Blakus esošajā centromērā starp māsu hromatīdiem olbaltumvielu komplekss, ko sauc par a kinetohore parādās. Mikrociļņi pievienojas šai jaunajai struktūrai.

In metafāze, centrosomas veidojas pretējos šūnu polos. Hromosomas sakārtojas vienā līnijā. Mikrocaurules stiepjas pret centrosomām, un tiek izveidota vārpsta. Mikrocaurules veic anafāzes slaids, pārvietojot hromosomas, līdz tās ir centralizētas šūnas ekvatorā.

Laikā anafāze, pāra hromatīdi tiek atdalīti. Tie veido jaunas hromosomas. Viņu centrosomas tiek izstumtas nonkinetochore mikrotubulas. Hromosomas tiek pārvietotas uz šūnas pretējiem galiem.

Telofāze rada šūnu pagarinājumu ar neķīniešu mikrotubuliem. Bijušie kodola fragmenti palīdz radīt jaunus kodolus meitas šūnām. Tad savītās hromosomas atbrīvojas.

Visbeidzot, in citokinēze, faktiskā šūnu citoplazma tiek sadalīta, lai iegūtu jaunas meitas šūnas.

1880. gadā anatoms Valters Flemmings atklāja mitotisko vārpstu piestiprināšanas vietu hromosomās. Tas bija kinetohore. Pavisam nesen cilvēku kinetohori tika izskaidroti strauji.

Kinetohora definīcija bioloģijā ir a olbaltumvielu komplekss kas veidojas hromosomās to centros apgabalā, ko sauc par centromēru. Kinetohoriem ir izšķiroša loma pareizā DNS izplatīšanā jaunām meitas šūnām mitozē.

Šis olbaltumvielu komplekss tiek uzskatīts par a makromolekula. Kaut arī dažādu organismu DNS ir ļoti atšķirīgs, kinetohori dažādās sugās ir ļoti līdzīgi un tādējādi ir konservēti.

Kinetohori daudzos veidos atšķiras no bezkinetohora mikrotubulām. Viņu strukturālā atšķirība ir pirmā atšķirība. Kinetohori ir lielas struktūras, kas izgatavotas no daudziem dažādiem olbaltumvielām, kas samontētas hromosomu centromērās.

Kinetohori kalpo kā tilts starp hromosomas DNS un neķīniešu mikrotubuliem. Nonkinetochore mikrotubulas ir polimēri, kas strādā ar kinetohoriem, lai izlīdzinātu un atdalītu hromosomas. Nonkinetochore mikrotubulas var būt garas un vārpstas, un tām ir dažādas funkcijas. Šīm atšķirīgajām struktūrām tomēr jāsadarbojas, lai panāktu hromosomu un to kustības kontroli mitozes laikā.

Kinetohori būtībā darbojas kā sīkas mašīnas, kas mijiedarbojas ar šūnu struktūrām, lai šūnu dalīšanās laikā pārvietotu hromosomas. Kinetohoram tā ir liela atbildība; ja tas netiek pareizi pārvietots, kļūdas DNS var izraisīt kaitīgus ģenētiskus traucējumus vai varbūt vēzi. Kinetohorei ir nepieciešams funkcionāls centromērs, lai tas varētu savākties uz hromosomu DNS un ķerties pie savas izšķirošās lomas.

The histona centromēra proteīns Avai CENP-A veido nukleosomas uz centromerām. Tas kalpo kā kinetohoru veidošanās vieta. CENP-A nukleosomas darbojas ar CENP-C iekšējā kinetohorā, un tas ļauj samontēt kinetohoru, lai kopētu hromatīnu. Kinetohore tiek izmantota kā stabila DNS atpazīšanas metode, lai mitoze varētu turpināties.

Kad kinetohoriem ir ļauts sapulcēties hromosomā, olbaltumvielas savācas un sāk veidot iepriekš minēto mašīnu. Mugurkaulniekiem vienā kinetohorā var būt vairāk nekā 100 olbaltumvielu. Iekšējais kinetohors sastāv no olbaltumvielām, kas mijiedarbojas ar hromatīna centromēru. Ārējo kinetohoru olbaltumvielas darbojas, lai saistītu neķīniešu mikrotubulus. Šī ir vēl viena atšķirība starp kinetohoriem un bezkinetohoriem.

Kinetohora montāža tiek rūpīgi veikta caur šūnu ciklu, lai, tiklīdz šūna nonāk mitozē, kinetohora dinamiskā salikšana var notikt dažu minūšu laikā. Tad komplekss pēc vajadzības var izjaukt. Kinetohora montāžas vadību palīdz fosforilēšana.

Kinetohoriem ir jāsadarbojas tieši ar daudziem mikrotubuliem, kas nav kinetohori. Komplekss sauca Ndc80 pieļauj šo mijiedarbību. Tā ir mazliet deja, jo mikrotubulas mainās garumā, jo tās polimerizējas un depolimerizējas. Kinetohorei ir jāseko līdzi. Šī “deja” rada spēku.

Anafāzes laikā kinetohorus no pretējiem poliem sagrābj neķīniešu mikrotubulīši, un šie mikrocaurules tos velk, lai hromosomas varētu atdalīties. Mikrotuļļu motori, piemēram, kinezīns un dyneīns palīdzēt. Papildu spēks rodas, kad mikrotubulas depolimerizējas. Kinetohore darbojas kā mikrotubulu spēku kontrolieris, lai tas varētu sakārtot hromosomas segregācijai.

Dinamiskā kinetohore nav tikai maza mašīna, kas pārvieto hromosomas viens no otra. Tas darbojas arī kā kvalitātes kontroles pārbaude. Jebkuras šajā procesā pieļautās kļūdas var izraisīt ģenētiskas kļūdas. Kinetohori darbojas arī, lai apturētu kļūdainus stiprinājumus ar mikrotubuliem; to palīdz Aurora B kināze fosforilējot.

Netālu no centromēru kodola sauc olbaltumvielu kompleksu Pcs1 / Mde4 darbojas, lai novērstu nepareizus kinetohora pielikumus.

Lai anafāze notiktu pareizi, kļūdas ir jālabo, vai arī anafāze ir jāatliek. Olbaltumvielas palīdz izsekot jebkurai no šīm kļūdām; kļūdas rezultātā kinetohorā rodas signāls, kura rezultātā pirms anafāzes apstājas šūnu cikls.

Kopumā kinetohori gan no struktūras, gan funkcijas atšķiras no neķīniešu mikrotubuliem. Abiem ir jāsadarbojas, lai panāktu veiksmīgu šūnu dalīšanos un DNS saglabāšanu jaunajās meitas šūnās.

Pētnieki turpina atklāt, kā kinetohoru struktūra un funkcija ietekmē hromosomu segregāciju mitozē un mejozē. Kad notiek vairāk pētījumu, zinātniekiem, cerams, būs arī skaidrāks priekšstats par to, kā kinetohora montāža darbojas DNS replikācijas laikā, starp citām iespējām. Šī mazā, bet varenā mašīna nodrošina šūnu dalīšanās nevainojamu darbību, un ir vērts to turpināt izpētīt.