mecanismele moleculare ale funcției axului

asamblarea și funcția corespunzătoare a axului mitotic nu ar fi posibile fără prezența proteinelor motorii, care cuplează energia hidrolizei ATP pentru a forța producția. Studii în mai multe sisteme, cum ar fi drojdia Saccharomyces cerevisiae și celulare HeLa extracte au stabilit conceptul că forțe antagoniste, prin multiple motor proteinele sunt esențiale pentru ax de asamblare și funcția (revizuit în )., Studiile prezentate de Sharp și colegii oferă o ilustrare frumoasă a modului în care se poate examina forțele antagoniste între diferitele proteine motorii din mitoză in vivo folosind embrioni timpurii ai Drosophila melanogaster. Ei și-au concentrat studiile asupra a trei proteine motorii cunoscute a fi importante pentru asamblarea axului la muște: KLP61F, Ncd și dyneină citoplasmatică. KLP61F este un KRP bipolar propus pentru a încrucișa microtubuli anti-paralele pentru a genera forțe de alunecare în axul mitotic . Sharp și colegii au examinat funcția KLP61F prin microinjecția anticorpilor în D timpuriu., embrioni melanogaster care au fost injectați anterior cu tubulină marcată fluorescent, astfel încât mitoza să poată fi urmată cu imagistică în timp. Inhibarea KLP61F a dus la separarea inițială a centrozomilor care apoi s-au prăbușit împreună după defalcarea anvelopei nucleare. Aceste rezultate sugerează prezența unei forțe antagoniste care acționează împotriva KLP61F și care are ca rezultat colapsul centrozomului. Sharp și colegii au sugerat că această forță opusă provine probabil din DNB KRP, care, de asemenea, leagă microtubuli și joacă un rol în asamblarea axului și segregarea cromozomilor ., Injectarea de KLP61F anticorpi în ncd nul D. melanogaster embrioni au rezultat în anormală axe, dar centrozom prăbușirea nu a fost niciodată observat, sugerând că KLP61F și Ncd oferi forțelor antagoniste pentru centrozom de poziționare. Un alt motor important în funcția axului este dineina citoplasmatică. În D. melanogaster, dyneina citoplasmatică se găsește localizată la nivelul cortexului. Injectarea de inhibitor dynein anticorpi sau de p50 dynamitin, care perturbă dynein-dynactin complexe, a dus la inhibarea bipolară ax formarea., În mod surprinzător, inhibarea atât a dyneinei, cât și a DNB a dus la restaurarea axelor bipolare. Modelul de lucru este că dynein acționează la cortex pentru a trage microtubulii astrali, rezultând forțe care țin centrozomii în afară. Luate împreună, aceste experimente de inhibare a anticorpilor dezvăluie integrarea complexă a funcției motorii care acționează pentru a menține bipolaritatea axului în embrionii vii.întrebarea a ceea ce conduce ansamblul axului și generează bipolaritatea axului rămâne un mister., Una dintre cele mai uimitoare descoperiri recente este că bipolară axe pot fi asamblate în absența centrozomi, kinetochores sau ADN-ul. Activarea ran GTPase mici induce formarea aster microtubule și asamblare ax bipolar (revizuit în ). Wilde a prezentat lucrări care analizează mecanismul prin care ar putea apărea acest lucru. Wilde raționalizat că Ran trebuie să acționeze prin inducerea formării microtubule, sau prin inducerea organizare microtubule, sau ambele., Un argument împotriva ideii că a Fugit de acte exclusiv prin inducerea de microtubuli, formarea este că agenții care stabilizează microtubulii, cum ar fi dimetilsulfoxid (DMSO) sau taxol, induce aster formarea dar nu bipolară ax formarea atunci când este adăugat la Xenopus ou extracte. Dar adăugarea unei versiuni dominante active a Ran la asterii induși de taxol sau DMSO asamblați în extracte stimulează formarea axului bipolar, favorizând ideea că organizarea microtubulilor este afectată., O analiză a mișcărilor de stabilizat de microtubuli semințe pe asteri a arătat că a Fugit stimulat plus-end-regizat de semințe de motilitate (dublete „plus” capetele sunt la periferia aster), sugerând că un plus-end-regizat de motor ar putea fi activat. Wilde a emis ipoteza că Eg5, un KRP bipolar dovedit anterior a fi important în stabilirea bipolarității axului, ar putea fi o țintă în aval a Ran. Într-adevăr, inhibarea Eg5-a redus proporția de semințe se deplasează spre plus capetele de microtubuli, întărind ideea că Eg5 ar putea fi stimulat după adăugarea a Fugit., Ideea că un motor necesar pentru bipolaritatea axului este stimulat de Ran are sens în înțelegerea modului în care Ran ar putea induce formarea axului bipolar. Înțelegerea mecanismului acestei stimulări și identificarea altor jucători în acest proces vor fi în mod clar domenii importante ale cercetării viitoare.odată ce un ax bipolar este asamblat, cromozomii trebuie să fie aliniați la placa metafazei și apoi separați în timpul anafazei la cele două celule fiice., Anafaza este subdivizată funcțional în anafaza A, când cromozomii se separă, dar axul nu schimbă lungimea, urmată de anafaza B în care stâlpii axului se separă unul de celălalt. Acolo au fost două mecanisme principale propuse pentru modul în care cromozomii pot fi mutate poleward în anafază A. În vertebrate celule somatice, dublete, de depolimerizare la kinetochores conturi pentru aproximativ 70-90% din poleward circulație, cu depolimerizarea la poli prin poleward dublete flux de contabilitate pentru restul., Experimentele recente în axele asamblate în extracte de ouă au sugerat că majoritatea anafazei o mișcare are loc prin depolimerizarea de la poli prin fluxul poleward . Este aceasta o proprietate unică a axelor asamblate cu extract sau ar putea fi un mecanism general pentru segregarea cromozomilor în sistemele embrionare? Folosind microscopia fluorescentă-speckle , Desai a descris constatarea că mișcarea cromozom-la-pol în embrionii D. melanogaster a avut loc la 2 µm/min, aceeași rată La care subunitățile de tubulină s-au fluxat spre poli ., Acest lucru sugerează că depolimerizarea la poli din cauza fluxului poleward poate fi principala forță motrice pentru segregarea cromozomilor în sistemele embrionare. O re-analiza cromozomilor circulație și flux în arbori asamblate în Xenopus extracte arătat că fluxul a avut loc la 75% din rata de cromozomi-la-polul de circulație, ceea ce sugerează că unele depolimerizarea la kinetochores trebuie să aibă loc în extras-asamblate axe. Desai și colegii au început, de asemenea, să exploreze mecanismele moleculare asociate fluxului., Inhibarea de microtubuli-depolymerizing KRP, XKCM1, nu inhiba poleward dublete, flux, dar duce la o inhibare a dublete de depolimerizare la poli, astfel că microtubuli la poli curbat în jurul. Când XKCM1 a fost inhibată în combinație cu inhibarea KRP Eg5, dublete, flux practic sa oprit, ceea ce sugerează că aceste două proteine ar putea fi importante componente ale fluxului de mașini. Eg5 este Xenopus homolog a bipolară kinesin KLP61F; astfel ar fi foarte interesant pentru a efectua experimente similare în D., melanogaster embrioni și să stabilească dacă cele două motoare se comportă în același mod în ambele organisme.pe scurt, domeniul mitozei face progrese mari în stabilirea mecanismului molecular al asamblării axului mitotic și a segregării cromozomilor. Importanța acestor procese pentru supraviețuirea fiecărei celule și, astfel, a organismului în sine a permis evoluția unei rețele complicate de jucători și mecanisme care se suprapun pentru a asigura fidelitatea., Un rezultat izbitor al studiilor prezentate la întâlnire este că există procese redundante pentru fiecare aspect al mitozei și că sunt implicate mai multe proteine înrudite la fiecare pas. Trebuie să existe o integrare completă a funcției proteinelor implicate în mitoză, inclusiv a celor care acționează direct asupra axului, cum ar fi proteinele motorii, cele care controlează dinamica polimerizării microtubulilor și cele care coordonează funcția axului cu restul celulei., În mod evident, reglementarea acestui echipament complex va fi un domeniu important al cercetării viitoare, deoarece vom trece dincolo de identificarea componentelor proteice suplimentare și într-o eră de analiză mai mecanicistă.

Figura 1

aspecte Cheie ale axului funcție.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *