Różnice między kinetochorem a niekinetochorem

U eukariontów komórki ciała dzielą się, aby wytworzyć więcej komórek w procesie zwanym mitoza. Komórki narządów rozrodczych przechodzą inny rodzaj podziału komórek, zwany mejoza. W tych procesach komórki wchodzą w kilka faz, aby osiągnąć podział. Kinetochory odgrywają ważną rolę w podziale komórek, zapewniając prawidłową dystrybucję DNA do komórek potomnych.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Kinetochory i mikrotubule niekinetochorowe mają zupełnie inną budowę. Oboje pracują razem, aby zapewnić prawidłową dystrybucję DNA do komórek potomnych podczas podziału komórkowego.

Komórki eukariotyczne ulegają mitozie dla nowych lub rosnących tkanek oraz do rozmnażania bezpłciowego. Jedna komórka dzieli się na dwie nowe komórki potomne, dzieląc w tym celu jądro i chromosomy. Te nowe komórki są identyczne.

Aby proces ten przebiegał pomyślnie, liczba komórek w chromosomie musi zostać zachowana, co oznacza, że ​​muszą one zostać skopiowane dla każdej nowej komórki potomnej. Ludzie mają 23 pary

Celem podziału komórkowego jest skopiowanie materiału genetycznego do nowych komórek potomnych w taki sposób, aby mogły one prawidłowo funkcjonować. Aby tak się stało, każda jednostka DNA musi być rozpoznana, więc musi istnieć między nią związek i inne części komórki do dystrybucji i musi istnieć sposób na przeniesienie DNA do córki komórki.

Pomiędzy podziałami komórkowymi komórka znajduje się w fazie zwanej interfaza, który składa się z pierwszej przerwy lub G₁ faza, faza S i druga przerwa lub G₂ faza.

Po interfazie mitoza zaczyna się od profaza. W tym momencie chromatyna w jądrze jest zduplikowany. Powstałe chromatydy siostrzane są zwarte skręcone. jąderko znika, a struktura zwana a wrzeciono formy w cytoplazmie komórki, wykonane z włókien wrzeciona.

Prometafaza następuje. Na tym etapie w cytoplazmie znajdują się fragmenty otoczki jądrowej. Wrzeciona mikrotubule, czyli długie nici białkowe przypominające rurkę, przesuwają się po chromosomach, aby rozpocząć swoją pracę. Na sąsiednim centromerze pomiędzy siostrzanymi chromatydami znajduje się kompleks białkowy zwany a kinetochor pojawia się. Do tej nowej struktury przyczepiają się mikrotubule.

W metafaza, centrosomy tworzą się na przeciwnych biegunach komórek. Chromosomy układają się w linię. Mikrotubule rozciągają się w kierunku centrosomów i powstaje wrzeciono. Mikrotubule wykonują zjeżdżalnia anafazowa, przesuwając chromosomy, aż zostaną scentralizowane na równiku komórki.

W trakcie anafazasparowane chromatydy są rozdzielane. Tworzą one nowe chromosomy. Ich centrosomy są rozsuwane przez mikrotubule niekinetochorowe. Chromosomy są przenoszone na przeciwległe końce komórki.

Telofaza powoduje wydłużenie komórkowe przez mikrotubule niekinetochorowe. Dawne fragmenty jądra pomagają tworzyć nowe jądra dla komórek potomnych. Następnie skręcone chromosomy rozluźniają się.

Wreszcie w cytokineza, rzeczywista cytoplazma komórki jest dzielona, ​​w wyniku czego powstają nowe komórki potomne.

W 1880 roku anatom Walther Flemming odkrył miejsce przyłączenia wrzecion mitotycznych na chromosomach. To był kinetochor. Niedawno w szybkim tempie wyjaśniono ludzkie kinetochory.

Definicja kinetochoru w biologii to: kompleks białkowy który tworzy się na chromosomach w ich centrach, w obszarze zwanym centromerem. Kinetochory odgrywają kluczową rolę w prawidłowej dystrybucji DNA do nowych komórek potomnych w mitozie.

Ten kompleks białkowy jest uważany za makrocząsteczka. Chociaż DNA różnych organizmów jest bardzo zróżnicowane, kinetochory są bardzo podobne u różnych gatunków, a zatem są konserwowane.

Kinetochory różnią się od mikrotubul niekinetochorowych na wiele sposobów. Ich strukturalna różnica jest pierwszą różnicą. Kinetochory to duże struktury złożone z wielu różnych białek, zgromadzonych w centromerach chromosomów.

Kinetochory służą jako pomost między DNA chromosomu a mikrotubulami niekinetochorowymi. Mikrotubule niekinetochorowe to polimery, które współpracują z kinetochorami w celu wyrównania i oddzielenia chromosomów. Mikrotubule niekinetochorowe mogą być długie i wrzecionowate i pełnią różne funkcje. Te różne struktury muszą jednak ze sobą współpracować, aby uzyskać kontrolę nad chromosomami i ich ruchem podczas mitozy.

Kinetochory zasadniczo działają jak małe maszyny, które oddziałują ze strukturami komórkowymi, aby poruszać chromosomami podczas podziału komórki. To wielka odpowiedzialność za kinetochor; jeśli nie zostaną odpowiednio przesunięte, błędy w DNA mogą prowadzić do szkodliwych zaburzeń genetycznych lub być może do raka. Kinetochor potrzebuje funkcjonalnego centromeru, aby mógł gromadzić się na chromosomalnym DNA i pracować nad swoją kluczową rolą.

białko centromeru histonowego A, lub CENP-A, tworzy nukleosomy na centromerach. Służy jako miejsce formowania się kinetochorów. Nukleosomy CENP-A współpracują z CENP-C w wewnętrznym kinetochorze, co pozwala na złożenie kinetochoru i skopiowanie chromatyny. Kinetochor jest używany jako stabilna metoda rozpoznawania DNA, dzięki czemu może przebiegać mitoza.

Gdy kinetochory będą mogły się zbierać na chromosomie, białka gromadzą się i zaczynają budować wspomnianą maszynę. U kręgowców w jednym kinetochorze może znajdować się ponad 100 białek. Wewnętrzny kinetochor składa się z białek, które oddziałują z centromerem chromatyny. Białka zewnętrznych kinetochorów wiążą mikrotubule niekinetochorowe. To kolejna różnica między kinetochorami a niekinetochorami.

Montaż kinetochoru jest starannie prowadzony przez cykl komórkowy, tak że gdy komórka wejdzie w mitozę, dynamiczny montaż kinetochoru może nastąpić w ciągu kilku minut. Następnie kompleks można rozebrać w razie potrzeby. Kontrolę montażu kinetochorów wspomagają: fosforylacja.

Kinetochory muszą współpracować bezpośrednio z wieloma mikrotubulami innymi niż kinetochory. Kompleks o nazwie Ndc80 umożliwia tę interakcję. To trochę taniec, ponieważ mikrotubule zmieniają swoją długość podczas polimeryzacji i depolimeryzacji. Kinetochor musi nadążyć. Ten „taniec” wytwarza siłę.

Podczas anafazy kinetochory są chwytane przez mikrotubule niekinetochorowe z przeciwnych biegunów i są ciągnięte przez te mikrotubule, aby chromosomy mogły się rozdzielić. Silniki mikrotubul takie jak kinezyna i dynaina pomóc temu. Dodatkowa siła jest generowana, gdy mikrotubule ulegają depolimeryzacji. Kinetochor działa jako kontroler sił mikrotubul, dzięki czemu może ustawiać chromosomy w celu segregacji.

Dynamiczny kinetochor to nie tylko maleńka maszyna rozsuwająca chromosomy. Działa również jako kontrola kontroli jakości. Wszelkie błędy popełnione w procesie mogą skutkować błędami genetycznymi. Kinetochory działają również w celu zatrzymania wadliwych załączników za pomocą mikrotubul; pomaga w tym Kinaza Aurora B poprzez fosforylację.

W pobliżu rdzenia centromerów znajduje się kompleks białkowy zwany Szt.1/Mde4 działa, aby zapobiec niewłaściwym przyłączeniom kinetochorów.

Aby anafaza przebiegła prawidłowo, błędy muszą zostać poprawione, w przeciwnym razie anafaza musi zostać opóźniona. Białka pomagają wyśledzić każdy z tych błędów; błąd skutkuje sygnałem w kinetochorze, który powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego przed anafazą.

Podsumowując, kinetochory różnią się od mikrotubul niekinetochorowych zarówno strukturą, jak i funkcją. Obydwa muszą ze sobą współpracować, aby osiągnąć pomyślny podział komórek i konserwację DNA w nowych komórkach potomnych.

Naukowcy nadal odkrywają, w jaki sposób struktura i funkcja kinetochorów wpływają na segregację chromosomów w mitozie i mejozie. W miarę postępu badań naukowcy mają nadzieję, że będą mieli jaśniejszy pogląd na to, jak zespół kinetochorowy działa podczas replikacji DNA, między innymi. Ta mała, ale potężna maszyna zapewnia płynny podział komórek i jest warta dalszych badań.