Wrzeciono podziałowe - punkt kontrolny na
granicy metafazy i anafazy.









initAd();



































  Biochemia
  Biotechnologia
  Fizjologia
  Genetyka
  Medycyna
  Mikrobiologia
  Inne








   Biologii komórki
   Biologii molekularnej
   Medycyny molekularnej
   Histologii
   Botaniki
  
Leksykon medyczny
   Testy








   Botanika
   Budowa komórki
   Ewolucja
   Genetyka
   Medycyna
   Terminologia
   Zoologia








   A 
   B 
   C 
   D 
   E 
   F 
   G
   H 
   I 
   J 
   K 
   L 
   Ł 
   M
   N 
   O 
   P 
   R 
   S 
   Ś 
   T
   U 
   W 
   Z 
   Ż 
  Cała lista 








   Apoptoza
   PDB
   Biochemia
   Biotechnologia
   Czasopisma
   Książki
   Uczelnie
   Uniwersytety
   Zdjęcia

















 O nas
           Tu jesteś:  


Biologia.pl < Kurs medycyny molekularnej


















Wrzeciono podziałowe - punkt kontrolny na
granicy metafazy i anafazy.




W ostatnim odcinku kursu
rozmawialiśmy o tym, jak mikrotubule wrzeciona
kariokinetycznego szukają
centromerów chromosomów w profazie mitozy. Potem wszystkie chromosomy
tworzą tzw. płytkę metafazową, czyli ustawiają się mniej więcej w takiej
samej odległości od obu biegunów wrzeciona kariokinetycznego.

Metafaza kończy się, kiedy wszystkie włókna wrzeciona przyczepią się do
kinetochorów w taki
sposób, że po przeciwnych stronach każdego kinetochoru znajduje się
pęczek
mikrotubul wychodzących z przeciwnych biegunów wrzeciona. W tym momencie
zaczyna się anafaza - każdy chromosom rozdziela się na dwie chromatydy i te chromatydy (od
teraz
określane jako chromosomy potomne) są odciągane do przeciwnych biegunów
wrzeciona; obie komórki potomne muszą dostać taką samą porcję materiału
genetycznego.

Jaki mechanizm molekularny odpowiada za przejście z metafazy do anafazy?

Najprostsza teoria zakładała, że włókna wrzeciona kariokinetycznego
zaczynają mocno ciągnąć chromosomy dopiero na początku anafazy, a
wcześniej
wrzeciono tylko przyczepia się do kinetochorów. Ale tak wcale nie jest -
na
podstawie obserwacji chromosomów ustawionych w płytkę metafazową
stwierdzono, że wrzeciono ciągnie chromosomy już w metafazie. Ciągnie je
tak mocno, że z kinetochorów (w miejscach przyczepu mikrotubul
wrzeciona)
wyłażą naciągnięte włókna chromatynowe... Poza tym siły wywierane na
chromosomy przez wrzeciono kariokinetyczne ustawiają chromosomy w płytkę
metafazową. No i substancje hamujące działanie wrzeciona
kariokinetycznego
nie blokują rozdzielania się chromosomów na chromatydy (chociaż z reguły
bardzo wydłużają czas potrzebny do przejścia z metafazy w anafazę).
Krótko
mówiąc, teoria zakładająca, że wrzeciono zaczyna ciągnąć chromosomy
dopiero
w anafazie, jest nieprawdziwa.

Prawdziwą teorię (a przynajmniej - taką, która obecnie obowiązuje...)
poznaliśmy już w poprzednich odcinkach kursu.
Chodzi
o kohezyny - białka, które łączą chromatydy każdego chromosomu. W
metafazie
kohezyny mocno przyczepiają jedną chromatydę do drugiej i dlatego
chromatydy się nie rozdzielają, chociaż chromosom jest z obu stron
ciągnięty przez mikrotubule wrzeciona. Na początku anafazy kohezyny są
niszczone przez separyny, mostki białkowe łączące chromatydy pękają i
włókna wrzeciona kariokinetycznego mogą odciągnąć chromatydy w
przeciwnych
kierunkach, chociaż siły wywierane przez wrzeciono na chromosom wcale
się
drastycznie nie zmieniają. Pewną rolę odgrywają też siły wywierane przez
chromosom na mikrotubule wrzeciona: komórka wbudowuje w kinetochory
specjalne motorki molekularne, które potrafią się aktywnie ślizgać po
wrzecionie, dodatkowo ułatwiając ruch chromosomów w kierunku biegunów
wrzeciona podziałowego.

Krótko mówiąc, anafaza zaczyna się, gdy wszystkie chromosomy są
odpowiednio
przyczepione do włókien wrzeciona podziałowego. To zjawisko jest
kolejnym
przykładem punktu kontrolnego cyklu komórkowego.
Punkt umieszczony na granicy metafazy i anafazy nosi nazwę punktu
kontrolnego wrzeciona podziałowego (spindle checkpoint).

Obserwując dzielącą się komórkę pod mikroskopem, można czasem zauważyć,
że
wszystkie chromosomy ustawione w płytkę metafazową czekają na jeden
spóźniony chromosom, do którego jeszcze nie przyczepiło się wrzeciono.
Anafaza rozpoczyna się dopiero wtedy, gdy spóźnialski chromosom razem z
innymi znajdzie się w płytce metafazowej. Naukowcy stwierdzili, że
zniszczenie kinetochoru takiego spóźnialskiego chromosomu przy pomocy
lasera również uruchamia anafazę, czyli pozwala przeskoczyć punkt
kontrolny. W takim razie punkt umieszczony na granicy metafazy i anafazy
polega na wykrywaniu wolnych kinetochorów. Jeśli chociaż jeden
kinetochor
nie przyłączył się do wrzeciona podziałowego, mitoza zatrzymuje się w
metafazie.

Jak ten punkt kontrolny dziala na poziomie molekularnym? Jak komórka
sprawdza, czy wszystkie kinetochory przyłączyły się do mikrotubul
wrzeciona?

Tego do końca nie wiemy. Niektórzy twierdzą, że ważny jest sam fakt
przyczepienia się mikrotubul do kinetochorów, inni uważają, że chodzi
raczej o siły wywierane przez mikrotubule na kinetochor. Prawda chyba
leży
gdzieś pośrodku, chociaż ostatnio częściej podkreśla się rolę sił
ciągnących kinetochor. Na przykład w komórkach zawierających jeden
spóźnialski chromosom można przyspieszyć anafazę, ciągnąc 'pusty'
kinetochor przy pomocy mikromanipulatora. Leki wpływające na dynamikę
wrzeciona podziałowego (np. taksol) nie pozwalają dzielącym się komórkom
wchodzić w anafazę, chociaż średnia liczba mikrotubul przyczepionych do
każdego kinetochoru nie ulega zmianie pod wpływem taksolu - tylko
mikrotubule stają się 'zamrożone', czyli tak stabilne, że ciągniecie
chromosomów staje się niemożliwe.

Na poziomie molekularnym ten punkt kontrolny wygląda dość tajemniczno.
Ważną rolę odgrywają w nim białka MAD i BUB, np. białko MAD2 odpada od
centromerów po przyczepieniu się włókien wrzeciona do kinetochoru.
Białko
MAD2 przyłączone do centromeru hamuje aktywność białka cdc20,
podjednostki
kompleksu białkowego APC (anaphase-promoting complex), który niszczy
sekuryny i uruchamia separyny. Dlatego chromosomy bez przyczepionych
mikrotubul wrzeciona hamują mitozę na granicy metafazy i anafazy:
wyłączenie cdc20 unieruchamia APC, APC nie kieruje sekuryn na drogę
zniszczenia, sekuryny hamują aktywność separyn i chromatydy nie mogą się
rozdzielić. Kiedy wszystkie kinetochory przyłączą się do włókien
wrzeciona,
białko cdc20 zwiększa aktywność, APC niszczy sekuryny, a separyny
rozdzielają chromatydy chromosomów - czyli rozpoczynają anafazę.

Niedawno stwierdzono, że mutacje genów kontrolujących punkt kontrolny
wrzeciona podziałowego często spotyka się w nowotworach u człowieka.
Prawdopodobnie komórki rakowe niszczą ten punkt kontrolny, żeby
zwiększyć
swoją niestabilność genetyczną. Komórki, które za wcześnie zaczynają
anafazę, mogą łatwo zgubić pojedyncze, spóźnialskie chromosomy. Taka
niestabilność genetyczna sprawia, że komórki nowotworów stają się
bardziej
agresywne - dzięki przyspieszonej 'ewolucji' komórek w obrębie guza
rakowego powstają szczególnie złośliwe komórki, które są bardziej oporne
np. na chemioterapię i radioterapię.


Poprzedni | Następny


Opracowanie i redakcja: Grzegorz Nalepa.


















CZWARTEK13 września 2001



Sponsor serwisu:











Jak szukać?
 
Znajdź






Zobacz także:




Leksykon medyczny



Kurs histologii






Wiedza i Życie 





Świat Nauki 





dlaczego.pl 





gimnazjum.pl 





liceum.pl 






mapaPolski.pl 






pilot.pl 
















Serwis nominowany do 'Złotej witryny' konkursu Webfestival 2001.

standard HTML 4.0Copyright © 1996 - 2001Prószyński i S-ka SAemail: [e-mail]