35.4 : Condensins

المكثفات عبارة عن مجمعات بروتينية كبيرة تستخدم ATP لتغذية تجميع الكروموسومات أثناء الانقسام. إنها تحول الكتلة المتشابكة عديمة الشكل للحمض النووي بعد الطور البيني إلى كروموسومات فردية عن طريق ضغط الحمض النووي الكروموسومي وتنظيمه وفصله.

الخلايا النباتية والحيوانية على نوعين من مجمعات المكثفات - المكثفات I والكوندينسين الثاني. يحتوي كلا المجمعين على خمس وحدات فرعية: وحدتان فرعيتان SMC (الصيانة الهيكلية للكروموسومات) ، ووحدة فرعية كلايسين ، ووحدتان فرعيتان لتكرار الحرارة.

الوحدات الفرعية الأساسية لكل من المكثف I والمكثف II هي SMC2 و SMC4. تعمل بروتينات SMC على تغيير ترتيب الحمض النووي بطريقة تعتمد على ATP. تختلف الوحدات الفرعية الثلاث الأخرى - الوحدات الفرعية غير SMC أو الوحدات الفرعية المساعدة - بين المجمعين.

أظهرت الدراسات التي تم فيها استنفاد مكثفات الفقاريات أدوارا مميزة للمكثفات الأول والثاني في تكوين الكروموسوم الانقسامي. تؤدي إزالة المكثف الثاني إلى كروموسومات أطول وأكثر مرونة ، وتشابك الكروموسومات ، وجسر الكروماتين الضخم أثناء الطور ، وتقصير جذري في الطور الأولية. في المقابل ، تؤدي إزالة المكثف الأول إلى كروموسومات أقصر وأوسع وتعطيل الطور الأقل حدة ولكنه لا يزال يؤدي إلى فشل الحركية الخلوية.

التفسير الشائع لكيفية ضغط المكثفات للكروموسومات هو نموذج بثق الحلقة. يفترض هذا النموذج أن جزيء المكثف يمكن أن يرتبط بموقعين قريبين من الحمض النووي ويحركهما في اتجاهين متعاكسين ، مما يخلق حلقة DNA متنامية. قد تتفاعل المكثفات أيضا مع بعضها البعض لتشكيل مضاعفات تربط أجزاء بعيدة من الكروماتين.

تم ربط طفرات المكثفات بعدة أنواع من السرطان. على سبيل المثال ، طورت الفئران المصابة بطفرة خاطئة في جين وحدة فرعية من المكثف الثاني أورام ليمفاوية للخلايا التائية. في حين أن الآليات التي تؤثر من خلالها المكثفات على بنية الكروموسومات لا تزال قيد التوضيح ، فإن مجمعات البروتين هذه جزء لا يتجزأ من دورة الخلية وبقاء الخلية.