Março 19, 2021

CineTocoro (Português)

O número de microtúbulos que se juntam a um Cinetocoro é variável: em Saccharomyces cerevisiae junta-se ao cinetocoro apenas um microtúbio, enquanto em mamíferos acima de cada Cinetocoro se juntam entre 15 e 35 microtubules No entanto, nem todos os microtúbulos do fuso alcançam os CineTockers. Existem microtúbulos que se estendem de um centroso para o outro (dos quais depende do comprimento do fuso) e outros mais curtos que são interdigiados entre os longos microtúbulos. O professor B. Nicklas, na Universidade da Carolina do Norte, mostrou que se a União for quebrada entre microtúbulos e cinetocores por um feixe de laser, as cromatias não podem se mover, produzindo uma distribuição anormal de cromossomos. Estas experiências também mostraram que o Cinetocoro tem polaridade e que sua interação com microtúbulos de um ou outro centrossomo dependerá de sua orientação. Essa especificidade garante que apenas uma das cromatias se movimenta para cada lado do fuso, garantindo a distribuição adequada do material genético. Uma das funções básicas do Cinetocoro é, portanto, a ancoragem aos microtúbulos do fuso, que é fundamental para realizar uma segregação correta de cromatias. Se a âncora ocorrer incorretamente, podem ocorrer erros que geram situações de aneuploidia, com consequências drásticas para a célula. Para evitá-lo, há mecanismos de detecção e correção de erros (como checkpoint de mitose), cujos componentes também residem nos CineTockers. O deslocamento de um cromatídeo para o centrossomo ocorre principalmente devido à despolimerização dos microtúbulos no local de ligação com o Cinetocoro. Estes deslocamentos também exigem a geração de forças em que motores moleculares também localizados nos Cinetas.

Âncora dos cromossomos para o fuso mitotografado MT

captura de MTGING

Os cromossomos são viciados no fuso mitótico através dos Cinetockers de ambas as cromatias, Em uma orientação bipolar.

Durante a fase de síntese do ciclo celular, o centrossomo começa a duplicar. Apenas no início da mitose, ambos centrosomas de cada centrossomo atingem seu comprimento máximo, os centrosomas recrutam material adicional e sua capacidade de nucleação de microtúbula aumenta. Como a mitose progride, ambos os centros são separados para estabelecer o fuso mitótico. Desta forma, o fuso de uma cela mitica tem dois poloneses emanando microtúbulos. Os microtúbulos são longos filamentos de proteína com duas extremidades assimétricas, uma extremidade relativamente estável “menor” (-) perto do centrossomo, e uma extremidade “(+) extremidade que sofre fases alternativas de retrocesso de crescimento e explorando o centro celular. Neste processo de pesquisa, um microtúbulo pode localizar e capturar um cromossomo. Os microtúbulos que localizam um cinetocoro são estabilizados, enquanto aqueles que não acham devolimerize rapidamente. Como os cromossomos têm dois cinetockers associados com os pés (um em cada cromatídeo de cada irmã), quando um deles envolve os microtúbulos gerados por um dos pólos de células, o CineTocoro da irmã cromatide é exposto ao outro pólo celular, então Na maioria dos casos, o segundo Cinetocoro está associado aos microtúbulos do pólo oposto, de modo que os cromossomos são “bi-orientados”, uma configuração fundamental (também chamada anfitélica) para garantir que a segregação seja corretamente quando a célula é dividida. / p>

Na época em que um único microtubule é ancorado a um Cinetocoro, é iniciado um movimento rápido do cromossomo associado no pólo do qual esta microtúbula prossegue. Esse movimento é provavelmente mediado pela atividade motora direcionada para o final (-) da proteína do motor de dinícola citoplasmática, que é muito concentrada nos CineStars Uncriminários (revisados por bancos e curiosos em 2001). O movimento em direção ao pólo diminui quando os CineTockers adquirem KMT (MT ancorado para CineTocoros) e o movimento se destina a mudanças no comprimento do KMT. A dinícola é liberada do Cinetocoros à medida que adquirem KMT e, em células na cultura de mamíferos, é necessário para a inativação do ponto de verificação da mitose, mas não para o alinhamento cromossômico no Huso Equador, a aquisição de KMT ou a anafase durante o cromossômico segregação. Em plantas mais altas ou de leveduras, não há evidência de existência de lança, mas outros kinesins direcionados para o final (-) poderiam compensar a falta de dinam.

Células na metáfase com baixos níveis de cenip- E por rnai, mostrando cromossomos não alinhados na placa metafâmica (flechas). Esses cromossomos apresentam marcação para proteínas de ponto de verificação mitose mit1 / mad2. HEC1 e CENP-B marcam a região centromérica (o Cinetocoro), e dapi é uma coloração específica para o DNA.

Outra proteína motor envolvida na absorção inicial do MT é CENP-E; Esta é uma grande quinzina que está associada à coroa fibrosa de cinetockers de mamíferos da Prometafase para Anafase. Em células com baixos níveis de CENP-E, os cromossomos não têm essa proteína em seu cinetocóruo, que muitas vezes apresentam defeitos em sua capacidade de alinhar. Nesse caso, alguns cromossomos permanecem cronicamente orientados a mono (ancorados a um único polo), embora principalmente se reúnem corretamente na placa metafâmica.

Em geral, é amplamente aceito que o KMT Fibra (a marca dos microtubules Anexado ao Cinetocoro) é originalmente formado pela captura de MT que foram polimerizados nos centrosomas e pólos do fuso em células de mamíferos em cultura. No entanto, a polimerização do MT diretamente no Cinetocorus também poderia contribuir significativamente. A maneira pela qual a região de Cinetocoro / Centromere inicia a formação de fibras kmt e quantas vezes ocorre são questões importantes, dado que esse mecanismo pode contribuir não apenas para o treinamento inicial de KMT, mas também como os erros corretos CineTocoros na âncora de Mt e regular o movimento ao longo do KMT.

Papel do Complexo NDC80Editar

O MT associado a CineTocoros apresentam características especiais: em comparação com o MT não ancorado, Kms são muito mais resistentes a despolimerização induzida a frio, altas pressões hidrostáticas ou exposição de cálcio. Além disso, o KMT é reciclado muito mais lentamente do que o Astral MTS e o MT do fuso que têm extremos gratuitos (+), e se o KMT se separar do CineTocoros por Laser Beam, eles se privam rapidamente.

Uma vez estabelecido que Dinein e CENP-E não são essenciais para a formação de KMT, as moléculas responsáveis pela estabilização destes devem ser outras. Estudos genéticos pioneiros em levedura revelaram a importância do complexo NDC80 na âncora KMT. Em Saccharomyces Cerevisiae, o complexo NDC80 tem quatro componentes: NDC80P, NUF2P, SPC24P e SPC25P. Mutantes que não têm um dos componentes dessa complexa perda atual da conexão Cinetocoro-MicroTubule sem mostrar uma perda completa da estrutura do Cinetocoro. No entanto, os mutantes em que a estrutura do Cinetocoro foi perdida (como os mutantes para NDC10 em levedura) apresentam deficiências tanto na conexão com os microtubules como na capacidade de resposta do ponto de verificação da mitóides, possivelmente porque a função CineTocorus Plataforma na qual os componentes da resposta são organizados.

O complexo NDC80 é muito conservado e foi identificado em S. Pombe, C. Elegans, Xenopus, Chickens e Humanos. Estudos realizados com HEC1 (altamente expressos em células canceres 1), o homólogo de NDC80P em humanos, demonstraram que é importante para a correta congregação cromossômica e progressão através da mitose, e que interage com componentes de complexos e condensinas de cohesin.

Laboratórios diferentes mostraram que o complexo NDC80 é crucial para a estabilização de âncoras de cinetoco-microtúbulo, necessárias para manter as tensões centroméricas envolvidas no estabelecimento de alinhamento cromossômico correto em eukartos mais altos. As células em que a função do NDC80 (através de RNAi, nocautos de genes, ou microinjeção de anticorpos foram eliminados) têm hausus mitótica anormalmente longa, perda de tensão entre os irmãos, cromossomos que não podem se reunir na placa de metáfase e poucos ou sem kmt Associado.

Embora haja uma evidência in vitro de que os heterodímeros NDC80P-NUF2P podem se ligar a microtubules, não é claro que in vivo a conexão entre o complexo NDC80 e o MT é direto. Em levedura, esta conexão requer a presença do complexo DAM1-Dash-DDD. Alguns membros desse complexo estão diretamente ligados aos MTS, enquanto outros participam do complexo NDC80. Portanto, o complexo DAM1-DASH-DDD poderia ser um adaptador essencial entre os CineTockers e os microtúbulos. No entanto, um complexo equivalente não foi encontrado em animais, e esta questão permanece sob intensa investigação.

Verificação das âncoras ao delimitar

Quando uma célula entra na mitose, ele duplica todo o seu informações genéticas, no processo chamado replicação de DNA.No final deste processo, cada cromossomo consiste em duas cromatias de irmãs, que são duas moléculas de DNA completas e idênticas. Ambos os cromáticos permanecem unidos por complexos de cohesin para Anafase, quando ocorre a segregação cromossômica. Para que isso ocorra corretamente, cada célula filha deve receber um conjunto completo de cromátides, o que significa que cada cromatídeo irmã (através de seu cinetocoro) deve ser ancorado a MT de pólos opostos do fuso mitótico. Essa configuração é chamada anfitélica ou “bi-orientação”.

No entanto, configurações incorretas também são produzidas durante o processo de âncora:

Esquema de diferentes cromossomos Configurações de âncora para o fuso mitótico.

  • Monotilel: Apenas um dos dois cromátides é ancorado ao MT, o segundo Cinetocoro não está ancorado; Portanto, a tensão centromérica não é gerada, com a qual a mitose checkpoint é ativada, que atrasa a entrada de anáfase e dá tempo à célula a ser corrigida. Se não foi corrigido, a cromatide desprotegida poderia ser incluída aleatoriamente em qualquer uma das duas filhas, que geraria aneuploidia: uma célula filha teria cromossomos de mais e outra falta algum cromossomo.
  • sintélica : As duas irmãs cromátides estão ancoradas a Mt que vêm do mesmo pólo; Esta situação não gera tensão central, que é ativada pelo ponto de verificação da mitose. Se não for corrigido, ambos os cromatídeos serão direcionados para a mesma célula da filha, gerando uma situação de aneuploidia.
  • mertelica: pelo menos um cromatídeo é simultaneamente ancorado para o MT gerado por ambos os pólos. Esta situação gera tensão centromérica, por isso não ativa o ponto de verificação da mitose. Se não for corrigido, o cromat ligado a ambos os pólos simultaneamente permanecerá como um cromossomo tardio em anaphase, e finalmente irá quebrar em dois fragmentos, que serão distribuídos entre as células filha, gerando aneuploidy.

A configuração monotélica e sintel gera tensão centromérica e é detectada pelo ponto de verificação da mitose, mas a configuração miotélica não é detectada por este mecanismo de controle. No entanto, a maioria desses erros é detectada e corrigida antes que a célula entra em anáfase. Um fator chave na correção de erros de âncora é o complexo de passageiros dos cromossomos (complexo de passageiros cromossômicos), que inclui a proteína da Aurora B de Kinase, seu alvo e ativação do incóbole do subunidade e duas outras subunidades, sobrevivência e borealina / Dasra B (veja Adams e revisão dos colaboradores em 2001). Nas células em que a função desse complexo foi eliminada por mutantes negativos dominantes, RNAi, microinjeção de anticorpos ou uso de drogas seletivas, erros se acumulam na âncora de cromossomos. Muitos estudos mostraram que a Aurora B é necessária para desestabilizar as âncoras de cinetoco-microtúbulo incorretas, para que a geração de conexões anfitélicas seja favorecida. O homólogo de Aurora B em levedura (IPL1P) fosforila algumas proteínas CineTocoro, como a proteína NDC10P constitutiva e membros dos complexos NDC80 e DAM1-DASH-DDD. A fosforilação dos componentes do complexo NDC80 produz a desestabilização das âncoras KMT. Foi proposto que a localização de Aurora B é importante para a sua função: quando é na zona interna do Cinetocoro (em heterocromatina central), quando a tensão centromérica é estabelecida, os irmãos CineSchers, e Aurora B não pode atingir sua substratos, então o kmt estabiliza. É interessante notar que a Aurora B é muitas vezes exprimida em vários tipos de tumores e atualmente é um alvo para o desenvolvimento de medicamentos anticancerígenos.

Ativação do ponto de verificação de mitoseditar

Artigo principal: Checkpoint de mitose

O mecanismo que detecta que um fuso mitótico foi formado adequadamente, que todos os cromossomos estão associados ao dito fuso de uma forma bipolar, e que todos eles estão alinhados na placa metafâmica é a mitose chamada Ponto de verificação ou também ponto de controle do conjunto do fuso, saco abreviado para o seu acrônimo em inglês (ponto de verificação de montagem do fuso). Quando qualquer um dos cromossomos, por algum motivo, é atrasado durante o processo de alinhamento, esta maquinaria produz uma parada temporária de progressão no ciclo de células: a célula pára, dando tempo aos mecanismos de reparo para resolver o problema detectado. Se você gastou algum tempo, o problema não foi corrigido, a célula será abocada para um processo de morte celular, um mecanismo de segurança para evitar uma situação de aneuploidia, geralmente com consequências graves para o organismo.

Enquanto proteínas centromicas estruturais (como CENP-B), mantêm uma localização estável em toda a mitose, incluindo a thelofase, os componentes do ponto de verificação da mitose são montados no Cinetocoro em altas concentrações na ausência de microtubules e A concentração diminui à medida que o número de microtúbulos ancorados aos aumentos do Cinetocorus. Na metefase, os níveis de CENP-E, Bub3 e Bub1 diminuem de 3 a 4 vezes em relação aos presentes em cinetockers não ancorados, enquanto níveis de dinícias / dinactina, mad1, mad2 e bubr1 queda > 10-100 vezes. Portanto, na metáfase, quando todos os cromossomos são reunidos na placa de metafase, as proteínas de ponto de verificação são liberadas. O desaparecimento das proteínas do ponto de verificação dos CineTocoros marca o momento em que os cromossomos atingiram a placa metafásica e estão em tensão bipolar. É então quando as proteínas do ponto de verificação que são unidas e inibem o CDC20 (MAD1-MAD2 e BUBR1), livre, permitindo a ativação APC / CCDC20, que desencadeia a separação de cromatias de irmãs e, consequentemente, o início da anáfase.

Vários estudos indicam que o complexo NDC80 intervém na regulação da associação estável de MAD1-MAD2 e Dinein com os CineTockers. No entanto, as proteínas associadas ao CENP-A, CENP-C, CENP-E, CENP-H e Bubro1 CineTocorus são independentes do NDC80 / HEC1. A parada prolongada na Promethafase que é observada em células com níveis reduzidos de NDC80 / HEC1 depende de MAD2, apesar do fato de que nesses níveis de células de MAD1, MAD2 e DINEIN em seus CineTockers com menos de 10-15% os observados em Cinetocorus não ancorado. No entanto, se além do NDC80 / HEC1, NUF2, os níveis MAD1 e MAD2 forem reduzidos completamente a partir do CineTockers e do ponto de verificação é inativado.

Proteínas chamadas Shumshins (MEI-S332 em Drosophila Melanogaster) são um tipo de proteína associado aos centrômetros essenciais para manter as coesins ligadas aos centrômetros à Anafase. A proteína homóloga em humanos, HSSGo1, está associada aos centrômetros durante a Profase e desaparece no início da anáfase. Quando os níveis de Shugohina são reduzidos pela RNAi em células HeLa, as coesins não podem ser mantidas nos centrômetros durante a mitose, e consequentemente, as cromatias de irmãs são separadas de forma assíncrona antes que a anáfase seja iniciada, o que desencadeia uma parada prolongada na luta.

Por outro lado, o grupo Dasso e Collaborators descobriram que o RAN: Proteínas do sistema Ranguap1 (uma proteína de ativação de GtPeas que estimula a conversão de RAN-GTP em Ran-GDP) e a proteína da União Ran chamada RANBP2 / NUP358, pode ser detectado em CineTocoros durante a mitose. Essas proteínas são encontradas em poros nucleares durante a interface e intervêm no transporte do núcleo-citoplasmático. A localização cinetocórica destas proteínas parece ser funcionalmente significativa, porque uma variedade de tratamentos que levantam níveis de RAN-GTP inibem a liberação de proteínas Bub1, Bub3, MAD2 e CENP-E.

Curiosamente, OC2 (A Proteína do complexo de reconhecimento de origem –orC por sua acrônimo em inglês – envolvido no início da replicação de DNA durante a fase S) também está localizado nos CineSchers durante a mitose em células humanas; De acordo com este local, alguns estudos indicam que o Orc2 em levedura está envolvido na coesão de cromatias de irmãs, e sua eliminação celular provoca a ativação do checkpoint de mitose. Também foi detectado que outros componentes do Orc Complexo (como orc5 em S. POBE) intervêm na coesão. No entanto, a rota molecular em que as proteínas da ORC intervêm parecem ser aditivas ao caminho das coesins e são desconhecidas na maior parte.

Geração das Forças que impulsionam o movimento cromossômico,

DIV> Ver também: MicroTubule

A maioria dos movimentos cromossômicos em relação aos pólos do fuso mitótico estão associados ao alongamento e encurtamento do KMT. Uma das características mais interessantes dos CineTockers é a sua capacidade de modificar o estado de seus kmt associados (cerca de 20) de um estado de despolimerização de seus fins (+) para um estado de polimerização. Isso permite que os filoschores de células na Promefase exibam “instabilidade direcional”, variando entre etapas persistentes de movimentos em direção ao pólo (POLEWARD) ou inversa (anti-poleward) que são acoplados com estados alternados de KMT e polimerização, respectivamente. Essa bi-estabilidade do Kinetocorus parece fazer parte de um mecanismo para alinhar os cromossomos no Huso Equador sem perder a conexão mecânica entre os CineSchers e os pólos do fuso.Acredita-se que a bi-estabilidade do Kinetocoros é baseada na instabilidade dinâmica da extremidade KMT () e é parcialmente controlada pela tensão existente nos KINETOCKERS. Nas células de mamíferos em cultura, uma baixa tensão no Cinetocoros promove a mudança para a despolimerização do KMT, e uma alta tensão promove a mudança para a polimerização KMT.

CineTocoro e proteínas que se associam às extremidades (+) (+) +) do MTS (gerado + dicas) regulam o movimento do Cinetocoro regulando a dinâmica das extremidades KMT (+). No entanto, a interface CineTocoro-MicroTubule é muito dinâmica, e algumas dessas proteínas parecem ser componentes de Bona fidificam de ambas as estruturas. Dois tipos de proteína parecem ser particularmente importantes: Kinesinas que funcionam como DesproMimeses, como Kini Kini; e proteínas que são ligadas ao MT, + ponta, que promovem a polimerização, talvez antagonizando o efeito dos cultivos.

  • kini kinesinas são chamados porque eles têm um domínio motor interno, que usa ATP para Promover a despolimerização do polímero de tubulina. Nos vertebrados, o mais importante Kini Kini que controla a dinâmica da montagem final (+) é o McAK. No entanto, parece que não é o único envolvido.
  • Há dois tipos de dicas com funções no Cinetocoro.
    • O primeiro inclui a polipose coli (APC) de proteína adenomatosa (APC) e sua proteína associada eb1, que precisa da presença de MT para ser localizada no CineTocoros. Ambos são necessários para a segregação cromossômica ocorrer corretamente. A EB1 se une a apenas MT que estão na fase de polimerização, sugerindo que favora a estabilização do KMT durante esta fase.
    • Um segundo grupo de dicas inclui proteínas que podem ser localizadas no CineTocoros, mesmo na ausência do Monte. Neste grupo existem dois que atraíram muito interesse: Clip-170 e suas classpas de proteínas associadas (proteínas associadas ao clipe). O papel do clip-170 no Kinetocorus é desconhecido, mas a expressão de mutante dominante negativo produz um atraso na promethafase, sugerindo que tem um papel ativo no alinhamento cromossômico. As proteínas de classe são necessárias para alinhamento cromossômico e manutenção de um fuso mitótico bipolar em Drosophila, humanos e leveduras.

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