35.4 : Condensins

Конденсины представляют собой большие белковые комплексы, которые используют АТФ для обеспечения сборки хромосом во время митоза. Они преобразуют запутанную, бесформенную массу постинтерфазной ДНК в индивидуализированные хромосомы путем уплотнения, организации и сегрегации хромосомной ДНК.

Растительные и животные клетки содержат два типа кондензиновых комплексов — конденсин I и конденсин II. Оба комплекса имеют пять субъединиц: две субъединицы SMC (структурное обслуживание хромосом), субъединицу клейзина и две субъединицы HEAT-повтора.

Основными субъединицами кондензина I и конденсина II являются SMC2 и SMC4. Белки SMC изменяют расположение ДНК АТФ-зависимым образом. Три другие субъединицы — не-SMC или вспомогательные субъединицы — различаются между двумя комплексами.

Исследования, в которых конденсин позвоночных истощен, показали отчетливую роль конденсатов I и II в формировании митотических хромосом. Удаление конденсина II приводит к более длинным и гибким хромосомам, запутыванию хромосом, объемному образованию хроматиновых мостиков во время анафазы и резкому укорочению профазы. Напротив, удаление конденсина I приводит к более коротким и широким хромосомам и нарушению анафазы, которое является менее серьезным, но все же приводит к недостаточности цитокинеза.

Популярным объяснением того, как конденсируются компактные хромосомы, является модель петлевой экструзии. Эта модель предполагает, что молекула конденсата может связываться с двумя соседними участками ДНК и перемещать их в противоположных направлениях, создавая растущую петлю ДНК. Конденсины также могут взаимодействовать друг с другом, образуя мультимеры, которые связывают удаленные сегменты хроматина.

Мутации конденсина были связаны с несколькими типами рака. Например, у мышей с миссенс-мутацией в гене субъединицы конденсина II развились Т-клеточные лимфомы. В то время как механизмы, с помощью которых конденсины влияют на хромосомную архитектуру, все еще выясняются, эти белковые комплексы являются неотъемлемой частью клеточного цикла и выживания клеток.