Podczas mitozy, po złożeniu dwubiegunowej macierzy mikrotubul, mikrotubule kinetochorowe przyłączają się do chromatyd siostrzanych.

Mikrotubule przyłączają się do każdej chromatydy za pośrednictwem kinetochoru znajdującego się w centromerze. Wiele mikrotubul z tego samego bieguna wrzeciona może wiązać się z pojedynczym kinetochorem, tworząc włókno kinetochorowe.

Kinetochor jest wielowarstwowym kompleksem białkowym. Warstwa kinetochoru wewnętrznego zabezpiecza kompleks kinetochorowy z chromatydą siostrzaną. Warstwa kinetochoru zewnętrznego zawiera wyspecjalizowane, pręcikowate kompleksy białkowe zwane Ndc80, które łączą mikrotubule z kinetochorem.

Wiele kopii kompleksu Ndc80 wiąże się z dodatnimi końcami mikrotubul. Wiązanie Ndc80 umożliwia polimeryzację i depolimeryzację mikrotubul na końcu dodatnim, będąc jednocześnie połączonym z kinetochorem.

Kinetochory w parze siostrzana-chromatyda przyłączają się do mikrotubul emanujących z przeciwległych biegunów wrzeciona mitotycznego, co powoduje dwukierunkowość chromatyd siostrzanych.

Dwukierunkowość generuje wysoki poziom napięcia w kinetochorach chromatyd siostrzanych. Silne siły wywierane przez mikrotubule w kierunku bieguna ciągną kinetochory w kierunku przeciwległych biegunów wrzeciona. Przeciwstawna siła wynikająca ze spójności siostrzanej chromatydy opiera się sile skierowanej do bieguna. Napięcie służy do wyczuwania prawidłowej podwójnej orientacji chromosomów.

Mechanizm wyczuwania napięcia obejmuje kinazę białkową, Aurora B, przywiązaną do warstwy kinetochoru wewnętrznego. Podczas minimalnego napięcia lub braku napięcia kinaza Aurora B spoczywa w fizycznej bliskości warstwy kinetochoru zewnętrznego, gdzie może fosforylować kompleksy Ndc80. Ta fosforylacja zmniejsza powinowactwo do wiązania mikrotubul.

Gdy chromatydy siostrzane są dwukierunkowe, przeciwstawne efekty przeciwnych sił w kierunku bieguna odciągają warstwę kinetochoru zewnętrznego od warstwy kinetochoru wewnętrznego, fizycznie oddalając się i uniemożliwiając kinazie Aurora B fosforylację kompleksów Ndc80.

Białka Ndc80 w stanie nieufosforylowanym wzmacniają istniejące przyłączanie mikrotubul i wykazują zwiększone powinowactwo do dodatkowych mikrotubul. Zmiany te umożliwiają mikrotubulom tworzenie stabilnych przyczepów do kinetochoru.

Pomyślne przyłączenie chromatyd siostrzanych do przeciwległych biegunów wrzeciona ciągnie chromosomy do przodu ido tyłu, aby przyjąć pozycję w równej odległości od dwóch biegunów, na płytce metafazowej.

W miarę jak komórki przechodzą w mitozę, otoczka jądrowa rozpada się, a skondensowane chromosomy są wystawione na działanie układu dwubiegunowych mikrotubul wrzeciona mitotycznego. Kinetochor, duży kompleks białkowy w kształcie dysku, jest obecny w regionie centromerowym chromatyd siostrzanych i działa jako miejsce wiązania mikrotubul. Zwykle dodatni koniec pojedynczej mikrotubuli jest osadzony w kinetochorze. Jednak niektóre kinetochory najpierw nawiązują boczny kontakt ze ścianą boczną mikrotubuli. Takie bocznie przyczepione kinetochory poruszają się wzdłuż ściany mikrotubul za pomocą białek motorycznych i ostatecznie tworzą stabilne przyczepienie czołowe z dodatnim końcem mikrotubuli. Początkowo chromosomy mogą mieć przyczep monoteliczny, w którym tylko jeden kinetochor siostrzany jest przyłączony do pojedynczego bieguna wrzeciona, a drugi kinetochor siostrzany pozostaje nieprzyłączony do mikrotubul. Następnie nieprzyłączony kinetochor siostrzany łączy się z mikrotubulą z przeciwległego wrzeciona, powodując przyczepienie amfiteliczne. Amfiteliczne przyłączenie chromatyd siostrzanych jest warunkiem wstępnym dokładnej segregacji chromosomów.

Interakcja kinetochor-mikrotubula może również skutkować nieprawidłowymi przyczepami. Przyczepienie synteliczne ma miejsce, gdy oba kinetochory chromatyd siostrzanych przyłączają się do mikrotubul z tego samego bieguna wrzeciona. Przyczep meroteliczny powstaje, gdy mikrotubule z przeciwległych biegunów wiążą się z tym samym kinetochorem. Przyłączenia synteliczne i meroteliczne powodują błędy segregacji chromosomów i mogą być korygowane przez mechanizmy zależne od kinazy Aurora-B.

Gdy pojedyncza mikrotubula nawiąże prawidłowe połączenie czołowe z kinetochorem, dodatkowe mikrotubule z tego samego wrzeciona mogą związać się z kinetochorem, powodując powstanie włókna kinetochorowego. Takie włókna kinetochorowe mogą zawierać od 10 do 40 mikrotubul w komórkach zwierzęcych.

Prawidłowe wiązanie mikrotubula z kinetochorem generuje napięcie w kinetochorze od przeciwstawnych sił, gdzie siła kohezyjna siostrzanej chromatydy opiera się przyciąganiu w kierunku bieguna wzdłuż mikrotubul. Napięcie kinetochoru powoduje wzrost powinowactwa do wiązania mikrotubul, blokując w ten sposób stabilne mocowanie i zapewniając dwuorientację chromatyd siostrzanych.

Tagi

Sister Chromatids Attachment Chromosome Mitosis Meiosis Cell Division Genetic Material Spindle Fibers

Tagi

PLAYLIST