Forskjellene mellom Kinetochore og Nonkinetochore

I eukaryoter deler kroppens celler seg for å lage flere celler i en prosess som kalles mitose. Reproduktive organceller gjennomgår en annen slags celledeling kalt meiose. I disse prosessene går cellene inn i flere faser for å oppnå divisjon. Kinetochores spiller en viktig rolle i celledeling, og sikrer riktig fordeling av DNA til datterceller.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Kinetochores og nonkinetochore mikrotubuli er ganske forskjellige i struktur. De jobber begge sammen for å sikre riktig fordeling av DNA til datterceller i celledeling.

Eukaryote celler gjennomgå mitose for nye eller voksende vev og for aseksuell reproduksjon. Én celle deler seg i to nye datterceller som deler kjernen og kromosomene for å gjøre dette. Disse nye cellene er identiske.

For at denne prosessen skal kunne skje vellykket, må kromosomantallet opprettholdes, noe som betyr at de må kopieres for hver nye dattercelle. Mennesker har 23 par kromosomer i hver celle. Hvert kromosom lagrer DNA. Kromosomparene er navngitt søsterkromatider, og punktet hvor de møtes kalles sentromer.

Celledivisjonens mål er å kopiere genetisk materiale til nye datterceller på en slik måte at de er i stand til å fungere skikkelig. For at dette skal skje, må hver DNA-enhet gjenkjennes, så det må være en sammenheng mellom den og andre deler av cellen for distribusjon, og det må være en måte å flytte DNA til datter celler.

Mellom celledelinger er cellen i en fase som kalles mellomfase, som består av det første gapet eller G₁ fase, S-fasen og andre gap eller G₂ fase.

Etter interfase begynner mitose med profase. På dette punktet kromatin i kjernen er duplisert. De resulterende søsterkromatidene er vridd kompakt. De nucleolus forsvinner, og en struktur kalt a spindel dannes i cellens cytoplasma, laget av spindelfibre.

Prometaphase følger. I dette trinnet er det kjernefysiske konvoluttfragmenter i cytoplasmaet. Spindelen er mikrorør, eller lange rørlignende proteintråder, kom frem på kromosomene for å begynne arbeidet. Ved det tilstøtende sentromeren mellom søsterkromatidene, et proteinkompleks kalt a kinetochore vises. Mikrotubuli festes til denne nye strukturen.

I metafase, dannes sentrosomer ved motstående cellepoler. Kromosomene ordner seg i en linje. Mikrotubuli strekker seg mot sentrosomene, og det blir laget en spindel. Mikrotubuli utfører anafase lysbilde, flytter kromosomene til de er sentralisert på cellens ekvator.

I løpet av anafaseblir de sammenkoblede kromatidene separert. Disse danner nye kromosomer. Deres sentrosomer blir skjøvet fra hverandre av nonkinetochore mikrotubuli. Kromosomene flyttes til motsatte ender av cellen.

Telofase resulterer i cellulær forlengelse av mikrotubuli med ikke-kinetokore. De tidligere kjernefysiske fragmentene er med på å skape nye kjerner for dattercellene. Da løsner de vridde kromosomene.

Til slutt, i cytokineseblir cellens faktiske cytoplasma delt for å resultere i de nye dattercellene.

I 1880 oppdaget anatom Walther Flemming festestedet for mitotiske spindler på kromosomer. Dette var kinetokoren. Mer nylig har menneskelige kinetochores blitt belyst i raskt tempo.

Kinetochore-definisjonen i biologi er en proteinkompleks som dannes på kromosomer i deres sentre, i et område som kalles sentromeren. Kinetochores spiller den avgjørende rollen for riktig distribusjon av DNA til nye datterceller i mitose.

Dette proteinkomplekset regnes som en makromolekyl. Mens DNA av forskjellige organismer varierer mye, er kinetochores veldig like på tvers av arter, og er dermed bevart.

Kinetochores skiller seg fra mikrotubuli fra nonkinetochore på mange måter. Deres strukturelle forskjell er den første forskjellen. Kinetochores er store strukturer laget av mange forskjellige proteiner, samlet ved sentromerer av kromosomer.

Kinetochores fungerer som en bro mellom DNA i et kromosom og mikrotubuli med ikke-kinetochore. Nonkinetochore mikrotubuli er polymerer som fungerer med kinetochores for å justere og skille kromosomer. Nonkinetochore mikrotubuli kan være lange og tynne, og de har forskjellige funksjoner. Disse forskjellige strukturene må imidlertid samarbeide for å oppnå kontroll av kromosomer og deres bevegelse under mitose.

Kinetochores fungerer i hovedsak som små maskiner som samhandler med mobilstrukturer for å flytte kromosomer under celledeling. Dette er et stort ansvar for kinetochore; hvis ikke flyttes riktig, kan feil i DNA føre til skadelige genetiske lidelser eller kanskje til kreft. En kinetokore trenger en funksjonell sentromer slik at den kan samles på kromosomalt DNA og komme i gang med sin avgjørende rolle.

De histonsentromereprotein A, eller CENP-A, danner nukleosomer på sentromerer. Det fungerer som stedet for kinetochores å dannes. CENP-A-nukleosomer fungerer med CENP-C, i den indre kinetochore, og dette gjør at kinetochore kan settes sammen slik at kromatinet kan kopieres. Kinetochore brukes som en stabil metode for DNA-gjenkjenning, slik at mitose kan fortsette.

Når kinetochores får lov til å samles på et kromosom, samles proteiner og begynner å bygge den nevnte maskinen. Hos virveldyr kan det være over 100 proteiner i en kinetokore. Den indre kinetokoren består av proteiner som samhandler med kromatins sentromer. De ytre kinetochores 'proteiner jobber med å binde mikrotubuli med ikke-kinotochore. Dette er en annen forskjell mellom kinetochores og nonkinetochores.

Montering av kinetochore gjennomføres nøye gjennom cellesyklusen, slik at når en celle kommer inn i mitose, kan en dynamisk samling av kinetochore skje på få minutter. Da kan komplekset demonteres etter behov. Kontrollen av kinetochore montering blir assistert av fosforylering.

Kinetochores må fungere med mange ikke-kinetochore mikrotubuli direkte. Komplekset ringte Ndc80 tillater denne interaksjonen. Det er litt av en dans, da mikrotubuli endrer seg i lengde når de polymeriserer og depolymeriserer. Kinetochore må følge med. Denne "dansen" genererer kraft.

I løpet av anafase blir kinetokorene beslaglagt av ikke-kinetokore mikrotubuli fra de motsatte polene og blir trukket av disse mikrotubuli slik at kromosomene kan skilles. Mikrotubuli motorer som kinesin og dynein hjelp dette. Ytterligere kraft genereres når mikrotubuli depolymeriserer. Kinetokoren fungerer som en kontroller av mikrotubuli-kreftene, slik at den kan stille opp kromosomer for segregering.

Den dynamiske kinetokoren er ikke bare en liten maskin som beveger kromosomer fra hverandre. Det fungerer også som en sjekk på kvalitetskontroll. Eventuelle feil som gjøres i prosessen kan føre til genetiske feil. Kinetochores jobber også for å stoppe defekte vedlegg med mikrotubuli; dette blir hjulpet av Aurora B kinase via fosforylering.

Nær kjernen av sentromerer, et proteinkompleks kalt Stk1 / Mde4 fungerer for å forhindre feil kinetochore vedlegg.

For at anafase skal skje riktig, må feil korrigeres, ellers må anafasen utsettes. Proteiner hjelper til med å spore opp noen av disse feilene; en feil resulterer i et signal på kinetochore som resulterer i stopp av cellesyklusen før anafase.

I sum, kinetochores skiller seg fra ikke-kinetochore mikrotubuli i både struktur og funksjon. Begge må samarbeide for å oppnå vellykket celledeling og bevaring av DNA i nye datterceller.

Forskere fortsetter å avdekke hvordan strukturen og funksjonen til kinetochores påvirker kromosomsegregering i mitose og meiose. Etter hvert som mer forskning utspiller seg, vil forskere forhåpentligvis ha et klarere syn på hvordan kinetochore-forsamlingen fungerer under DNA-replikasjon, blant andre potensialer. Denne lille, men mektige maskinen holder celledeling jevnt, og det er verdt å studere videre.