Skillnaderna mellan Kinetochore och Nonkinetochore

I eukaryoter delar sig kroppens celler för att skapa fler celler i en process som kallas mitos. Reproduktionsorganceller genomgår en annan typ av celldelning som kallas meios. I dessa processer går celler in i flera faser för att uppnå delning. Kinetochores spelar en viktig roll i celldelning och säkerställer korrekt distribution av DNA till dotterceller.

TL; DR (för lång; Läste inte)

Kinetochores och nonkinetochore mikrotubuli är ganska olika i struktur. De arbetar båda tillsammans för att säkerställa korrekt distribution av DNA till dotterceller i celldelning.

Eukaryota celler genomgår mitos för nya eller växande vävnader och för asexuell reproduktion. En cell delar sig i två nya dotterceller som delar kärnan och kromosomerna för att göra detta. Dessa nya celler är identiska.

För att denna process ska kunna genomföras framgångsrikt måste antalet kromosomceller bibehållas, vilket innebär att de måste kopieras för varje ny dottercell. Människor har 23 par kromosomer

Celldelningens mål är att kopiera genetiskt material till nya dotterceller på ett sådant sätt att de kan fungera korrekt. För att detta ska ske måste varje DNA-enhet kännas igen, så det måste finnas en koppling mellan den och andra delar av cellen för distribution, och det måste finnas ett sätt att flytta DNA till dotter celler.

Mellan celldelningar är cellen i en fas som kallas mellanfas, som består av det första gapet eller G₁ fas, S-fas och andra gap eller G₂ fas.

Efter interfas börjar mitos med profas. Vid denna punkt kromatin i kärnan dupliceras. De resulterande systerkromatiderna vrids kompakt. De kärnkärna försvinner och en struktur som kallas a slända bildas i cellens cytoplasma, gjord av spindelfibrer.

Prometafas följer. I detta steg finns det kärnhöljefragment i cytoplasman. Spindeln mikrotubuli, eller långa rörliknande proteinsträngar, framåt på kromosomerna för att börja sitt arbete. Vid den angränsande centromeren mellan systerkromatiderna, ett proteinkomplex kallat a kinetochore visas. Mikrotubuli fäster vid denna nya struktur.

I metafas, centrosomer bildas vid de motstående cellpolerna. Kromosomerna ordnar sig i en linje. Mikrotubuli sträcker sig mot centrosomerna och en spindel görs. Mikrotubuli utför anafasbild, flytta kromosomerna tills de är centraliserade på cellens ekvatorn.

Under anafassepareras de parade kromatiderna. Dessa bildar nya kromosomer. Deras centrosomes skjuts isär av nonkinetochore mikrotubuli. Kromosomerna flyttas till motsatta ändar av cellen.

Telofas resulterar i cellulär förlängning av mikrotubuli med icke-kinetokorer. De tidigare kärnfragmenten hjälper till att skapa nya kärnor för dottercellerna. Sedan lossnar de tvinnade kromosomerna.

Slutligen, i cytokinesedelas cellens faktiska cytoplasma för att resultera i de nya dottercellerna.

År 1880 upptäckte anatom Walther Flemming fästplatsen för mitotiska spindlar på kromosomer. Detta var kinetochore. På senare tid har mänskliga kinetokorer belyst i snabb takt.

Kinetochore-definitionen i biologi är en proteinkomplex som bildas på kromosomer i deras centrum, i ett område som kallas centromeren. Kinetochores spelar en avgörande roll för att korrekt distribuera DNA till nya dotterceller i mitos.

Detta proteinkomplex anses vara en makromolekyl. Medan DNA hos olika organismer varierar mycket, är kinetokorer mycket lika över arter, och är således konserverad.

Kinetochores skiljer sig från nonkinetochore mikrotubuli på många sätt. Deras strukturella skillnad är den första skillnaden. Kinetochores är stora strukturer gjorda av många olika proteiner, monterade vid kromosomernas centromerer.

Kinetochores fungerar som en brygga mellan DNA i en kromosom och nonkinetochore mikrotubuli. Nonkinetochore mikrotubuli är polymerer som arbetar med kinetochores för att anpassa och separera kromosomer. Nonkinetochore mikrotubuli kan vara långa och spindliga och de har olika funktioner. Dessa olika strukturer måste dock arbeta tillsammans för att uppnå kontroll av kromosomer och deras rörelse under mitos.

Kinetochores fungerar i huvudsak som små maskiner som interagerar med cellulära strukturer för att flytta kromosomer under celldelning. Detta är ett stort ansvar för kinetochore; om de inte flyttas ordentligt kan fel i DNA leda till skadliga genetiska störningar eller kanske till cancer. En kinetokore behöver en funktionell centromer så att den kan monteras på kromosomalt DNA och få arbeta med dess avgörande roll.

De histon centromerprotein Aeller CENP-A, bildar nukleosomer på centromerer. Det fungerar som plats för kinetochores att bildas. CENP-A-nukleosomer fungerar med CENP-C, i den inre kinetokoren, och detta gör att kinetochoren kan monteras så att kromatinet kan kopieras. Kinetochore används som en stabil metod för DNA-igenkänning så att mitos kan fortsätta.

När kinetokorerna har samlats på en kromosom, samlas proteiner och börjar bygga den ovannämnda maskinen. Hos ryggradsdjur kan det finnas över 100 proteiner i en kinetokore. Den inre kinetokoren består av proteiner som interagerar med kromatins centromer. De yttre kinetokorernas proteiner arbetar för att binda mikrotubuli med icke-kinetokorer. Detta är en annan skillnad mellan kinetochores och nonkinetochores.

Montering av kinetokoren genomförs noggrant genom cellcykeln så att när en cell kommer in i mitos kan en dynamisk sammansättning av kinetokoren inträffa på några minuter. Då kan komplexet demonteras efter behov. Styrningen av kinetochore-montering stöds av fosforylering.

Kinetochores måste fungera med många mikrotubuli utan kinetochore direkt. Komplexet ringde Ndc80 tillåter denna interaktion. Det är lite av en dans, eftersom mikrotubuli förändras i längd när de polymeriserar och depolymeriserar. Kinetochore måste hålla jämna steg. Denna "dans" genererar kraft.

Under anafas grips kinetokorerna av mikrotubuli med icke-kinetochore från motsatta poler och dras av dessa mikrotubuli så att kromosomerna kan separeras. Mikrotubuli-motorerna såsom kinesin och dynein hjälp detta. Ytterligare kraft genereras när mikrotubuli avpolymeriseras. Kinetokoren fungerar som en styrenhet för mikrotubuli-krafterna så att den kan ställa in kromosomer för segregering.

Den dynamiska kinetokoren är inte bara en liten maskin som flyttar isär kromosomer. Det fungerar också som en kontroll av kvalitetskontroll. Eventuella misstag som görs i processen kan leda till genetiska fel. Kinetochores arbetar också för att stoppa felaktiga bilagor med mikrotubuli; detta stöds av Aurora B-kinas via fosforylering.

Nära kärnan av centromerer kallas ett proteinkomplex Stk1 / Mde4 fungerar för att förhindra felaktiga kinetochore-bilagor.

För att anafas ska hända ordentligt måste fel korrigeras, annars måste anafasen fördröjas. Proteiner hjälper till att spåra något av dessa fel; ett fel resulterar i en signal vid kinetokoren som resulterar i stopp av cellcykeln före anafas.

Sammanfattningsvis skiljer sig kinetochores från icke-kinetochore mikrotubuli i både struktur och funktion. Båda måste arbeta tillsammans för att uppnå framgångsrik celldelning och bevarande av DNA i nya dotterceller.

Forskare fortsätter att avslöja hur kinetochores struktur och funktion påverkar kromosomsegregering vid mitos och meios. När mer forskning utvecklas kommer forskare förhoppningsvis att få en tydligare syn på hur kinetochore-enheten fungerar under DNA-replikering, bland andra möjligheter. Denna lilla men mäktiga maskin gör att celldelningen går smidigt, och det är värt att studera vidare.