У эукариот клетки тела делятся, чтобы произвести больше клеток в процессе, называемом митоз. Клетки репродуктивных органов подвергаются другому типу деления, называемому мейоз. В этих процессах клетки входят в несколько фаз для достижения деления. Кинетохоры играют важную роль в делении клеток, обеспечивая правильное распределение ДНК по дочерним клеткам.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Кинетохоры и некинетохорные микротрубочки сильно различаются по строению. Они оба работают вместе, чтобы обеспечить правильное распределение ДНК по дочерним клеткам при делении клеток.
Зачем нужен митоз?
Эукариотические клетки проходят митоз для новых или растущих тканей и для бесполого размножения. Одна клетка делится на две новые дочерние клетки, для этого расщепляя ядро и хромосомы. Эти новые клетки идентичны.
Чтобы этот процесс прошел успешно, необходимо поддерживать количество хромосом клеток, то есть их нужно копировать для каждой новой дочерней клетки. У людей 23 пары хромосомы в каждой ячейке. Каждая хромосома хранит ДНК. Пары хромосом названы
сестринские хроматиды, и точка, в которой они встречаются, называется центромера.Стадии митоза
Цель деления клеток - скопировать генетический материал в новые дочерние клетки таким образом, чтобы они могли нормально функционировать. Чтобы это произошло, необходимо распознать каждую единицу ДНК, поэтому между ними должна быть связь. и другие части клетки для распределения, и должен быть способ передать ДНК дочерней клетки.
Между клеточными делениями клетка находится в фазе, называемой межфазный, состоящий из первого пробела или G1 фаза, фаза S и второй промежуток или G2 фаза.
После интерфазы митоз начинается с профаза. С этой точки зрения хроматин в ядре дублируется. Образовавшиеся сестринские хроматиды компактно скручены. В ядрышко уходит, и структура, называемая веретено образуется в цитоплазме клетки, состоящей из волокон веретена.
Прометафаза следует. На этом этапе в цитоплазме находятся фрагменты ядерной оболочки. Шпинделя микротрубочки, или длинные трубчатые белковые нити, продвигаются к хромосомам, чтобы начать свою работу. На смежной центромере между сестринскими хроматидами белковый комплекс, называемый кинетохора появляется. К этой новой структуре прикрепляются микротрубочки.
В метафазацентросомы образуются на противоположных полюсах клеток. Хромосомы выстраиваются в линию. Микротрубочки тянутся к центросомам, и образуется веретено. Микротрубочки выполняют анафазный слайд, перемещая хромосомы, пока они не станут централизованными на экваторе клетки.
В течение анафаза, парные хроматиды разделены. Они образуют новые хромосомы. Их центросомы раздвигаются некинетохорные микротрубочки. Хромосомы перемещаются на противоположные концы клетки.
Телофаза приводит к удлинению клеток за счет некинетохорных микротрубочек. Бывшие ядерные фрагменты помогают создавать новые ядра для дочерних клеток. Затем скрученные хромосомы расшатываются.
Наконец, в цитокинез, реальная цитоплазма клетки расщепляется, в результате чего образуются новые дочерние клетки.
Что такое кинетохора?
В 1880 году анатом Вальтер Флемминг обнаружил место прикрепления митотических веретен на хромосомах. Это была кинетохора. Совсем недавно кинетохоры человека стали изучаться быстрыми темпами.
Определение кинетохоры в биологии - это белковый комплекс который формируется на хромосомах в их центрах, в области, называемой центромерой. Кинетохоры играют решающую роль в правильном распределении ДНК по новым дочерним клеткам в митозе.
Этот белковый комплекс считается макромолекула. Хотя ДНК разных организмов сильно различается, кинетохоры очень похожи у разных видов и, следовательно, законсервировано.
Различия между кинетохорами и некинетохорными микротрубочками
Кинетохоры во многом отличаются от некинетохорных микротрубочек. Их конструктивное отличие - это первое отличие. Кинетохоры - это большие структуры, состоящие из множества различных белков, собранных в центромерах хромосом.
Кинетохоры служат мостом между ДНК хромосомы и некинетохорными микротрубочками. Некинетохорные микротрубочки - это полимеры, которые работают с кинетохорами для выравнивания и разделения хромосом. Некинетохорные микротрубочки могут быть длинными и веретенообразными и выполнять разные функции. Однако эти разные структуры должны работать вместе, чтобы контролировать хромосомы и их движение во время митоза.
Функция кинетохоры
Кинетохоры, по сути, работают как крошечные машины, которые взаимодействуют с клеточными структурами, перемещая хромосомы во время деления клеток. Это большая ответственность для кинетохора; при неправильном перемещении ошибки в ДНК могут привести к вредоносным генетическим нарушениям или, возможно, к раку. Кинетохоре нужна функциональная центромера, чтобы она могла собираться на хромосомной ДНК и выполнять свою ключевую роль.
В гистоновая центромера, белок А, или CENP-A, образует нуклеосомы на центромерах. Он служит местом образования кинетохор. Нуклеосомы CENP-A работают с CENP-C во внутренней кинетохоре, и это позволяет кинетохоре собираться, чтобы скопировать хроматин. Кинетохора используется как стабильный метод распознавания ДНК, чтобы митоз мог продолжаться.
Кинетохорное и некинетохорное взаимодействие
Как только кинетохорам позволяют собраться на хромосоме, белки собираются и начинают строить вышеупомянутую машину. У позвоночных в одной кинетохоре может быть более 100 белков. Внутренняя кинетохора состоит из белков, которые взаимодействуют с центромерой хроматина. Белки внешних кинетохор работают, чтобы связывать некинетохорные микротрубочки. Это еще одно различие между кинетохорами и некинетохорами.
Сборка кинетохор тщательно проводится в течение клеточного цикла, так что как только клетка входит в митоз, динамическая сборка кинетохор может происходить за считанные минуты. Затем комплекс можно будет разобрать по мере надобности. Контролировать сборку кинетохор помогает фосфорилирование.
Кинетохоры д. Работать со многими некинетохорными микротрубочками напрямую. Комплекс под названием Ndc80 позволяет это взаимодействие. Это своего рода танец, поскольку длина микротрубочек изменяется по мере их полимеризации и деполимеризации. Кинетохора должна не отставать. Этот «танец» порождает силу.
Во время анафазы кинетохоры захватываются некинетохорными микротрубочками с противоположных полюсов и притягиваются этими микротрубочками, чтобы хромосомы могли разделиться. Двигатели микротрубочек, такие как кинезин а также динеин помочь этому. Дополнительная сила создается при деполимеризации микротрубочек. Кинетохора действует как регулятор сил микротрубочек, поэтому она может выстраивать хромосомы для сегрегации.
Проверка на ошибки
Динамическая кинетохора - это не просто крошечный механизм, разделяющий хромосомы. Он также работает как проверка контроля качества. Любые ошибки, допущенные в процессе, могут привести к генетическим ошибкам. Кинетохоры также работают, чтобы остановить дефектные прикрепления микротрубочек; этому помогает Киназа Aurora B через фосфорилирование.
Рядом с ядром центромер находится белковый комплекс, называемый Pcs1 / Mde4 работает, чтобы предотвратить неправильное прикрепление кинетохор.
Чтобы анафаза протекала правильно, необходимо исправить ошибки, иначе анафаза должна быть отложена. Белки помогают отследить любую из этих ошибок; ошибка приводит к сигналу на кинетохоре, который приводит к остановке клеточного цикла перед анафазой.
Таким образом, кинетохоры отличаются от некинетохорных микротрубочек как по структуре, так и по функциям. Оба должны работать вместе, чтобы добиться успешного деления клеток и сохранения ДНК в новых дочерних клетках.
Новый рубеж
Исследователи продолжают выяснять, как структура и функция кинетохор влияют на сегрегацию хромосом в митозе и мейозе. По мере развития новых исследований ученые, надеюсь, получат более четкое представление о том, как сборка кинетохор работает во время репликации ДНК, а также о других возможностях. Эта небольшая, но мощная машина обеспечивает бесперебойное деление клеток, и она заслуживает дальнейшего изучения.