MITOZA i cytokineza
To, co było na tablicy – przydatne później:
Spindle-assemble checkpoint
| MAD2 (Mitotic Arrest Deficient) – ma zdolność wiązania APC na kinetochorze | przed metafazą |
|---|---|
| Bub1 – kinaza fosforylująca MAD2 | |
APC (Anaphase Promoting Complex) – kompleks wielu białek; kompleks ubikwitynacji sekuryny, kohezyny, cykliny B /ubikwityna – marker: „ty jesteś przeznaczony do degradacji”/ |
|
| Cdc20 – białko regulatorowe APC |
Sekuryna (Pds1, Pds5) – białko hamujace aktywność separyny
Kohezyna (Scc1, Scc3)
Separaza – hydrolizuje kohezynę
Bzdury:
Mitoza u Procaryota i Eucaryota:
Procaryota
mitoza zamknieta – wewnątrz otoczki jądrowej (co to za bzdura, one mają otoczkę jądrową, w ogóle jądro???)
Eucaryota
mitoza otwarta – otoczka jądrowa ulega dezintegracji
podział pośredni – za pośrednictwem chromosomów
b. precyzyjny rozdział materiału genetycznego do komórek potomnych
Amitoza:
nie tworzą się chromosomy
przypadkowy rozdział materiału genetycznego
Zmiany ilości chromatyny podczas cyklu – raz jeszcze – bleeeeee
G2/M:
MPF = kinaza Cdk zależna od cykliny B
Aktywny MPF – kinaza zdefosforyzowana przy Tyr14i Treo15 przez fosfatazę cdc25
/2 najważniejsze fosfatazy: cdc25 oraz cdc14 – defosforyzuje histony na granicy telofaza/G1/
Met/Ana – dezaktywacja MPF; degradacja cykliny B nieco później (syntezowana w G2, rozpada się po mitozie)
2) Kondensyna (SMC) – powoduje kondensację , rysunek
3) Kohezyna - białko spójności chromatyd
do metafazy, potem stopniowo rozkładane, poza centromerem!, wzdłuz całych ramion; w mejozie rozkładana dopiero po I podziale mejotycznym
4) MAP (Microtubule Associated Proteins) -> dynamizowanie polimeryzacji mikrotubul
/różne białka, w tym białka motoryczne, nop. Dyneina
najdłuższe MT w metafazie, labilne (we wczesnej profazie – okres 1/2 –trwania: 5 min., w metafazie –15 sek.), w metafazie – stała długość, bardzo wzmożona dynamika
5) laminy -> rozpad
6) nukleolina -> rozpraszanie jaderka
aktywny (zdefosforylowany) MPF kaskadowo fosforyluje:
histony H1, H3 -> kondensacja chromatyny
kondensyny (SMC)
najkrótszy chromosom – w interfazie
Stadia mitozy i typy ruchów:
I Profaza – do momentu rozproszenia otoczki jądrowej
separacja centrosomów
ustalenie dwubiegunowości (rośliny)
II Prometafaza – po rozpadzie otoczki jądrowej
przyłączanie MT do kinetochorów
kongresja chromosomów do płytki metafazalnej
III Metafaza
chromosomy ułożone w płytce metafazalnej
stabilizacja wrzeciona
IV Anafaza A
połączenia między sostrzanymi chromatydami przerwane
chromosomy rozpoczynają ruch do biegunów
V Anafaza B
wrzeciono wydłuża się (włókna polarne)
wzrasta odległość miedzy biegunami
Cykl centrosomowy = powstanie dwubiegunowości
niezależny od cyklu komórkowego
„Przypomnienie”: budowa centrosomu: centriola, przestrzeń pericentriolarna (gamma-tubulina!!!), astrosfera
Tu mam całkiem ładny rysunek (narysuję odręcznie, bo nie jestem tak zdolna jak Agatka -> patrz: ameba)
Najważniejsze informacje ze schematu:
S/G1: podział centrosomu – brak udziału MPFu, prawdopodobnie związek z cyklina A
Wczesna profaza:
fosforylacja MAPsów -> rosną MT astralne
wydłużanie strefy między centrosomami
wzajemny ślizg MT przeciwrównoległych -> ruch całych centrosomów
Profaza: wrzeciono interstrefy
(Prometafaza: rozproszenie otoczki jadrowej)
Znowu rysunki:
zwierzęta – wrzeciono astralne – interstrefa
rośliny – wrzeciono anastralne – strefa zachodzenia (overleap)
Rysunek – zbliżenie
W strefie zachodzenia – białka sieciujące: kinezyny
Nieaktywne ruchowo dopóty, dopóki aktywny jest MPF
Kolejny rysunek (który to już?) – po rozpadzie otoczki jądrowej:
MT astralne
MT biegunowe – cieńsze kilkanaście razy (cieńsze od których?)
MT kinetochorowe (cromosomowe) – po 30-40 sztuk w peczku
MT ramienna – łączy się poza kinetochorami (do DNA) dzieki obecności chromokinezyn; prof.. Andrzej Bayer (od nas)
Zaznaczona strefa zachodzenia, strefa równikowa
Powtórznie: budowa chromosomu
Przewężenie pierwotne:
DNA na przedostatnim etapie spiralizacji (200-250 nm); zawiera odmianę histonu H3 (zmodyfikowany); w trakcje profazy przyłączanie (asocjacja) pewnych białekw metafazie (no to kiedy w końcu?)
Kinetochory – po 1 na każdej chromatydzie, do niego przyłączane są MT chromosomowe (kinetochorowe)
Kohezyny (białka Scc1, u drożdży - Scc3 (Sister Chromatid Cohesins))
Rysunek chromosomu z zaznaczonymi kohezynami pericentromerowymi – odp. Za spójność chromatyd
Schemat molekularny kohezynu i kondensyny
Naprawde piekny rysunek:
Sekuryna – hamuje aktywnść separazy (hydrolazy kohezyny)
APC – komplaks inicjujący anafazę
Budowa kinetochoru i wszystkie te głupie białka (mam ładne)
| Kategorie białek kinetochorowych |
|---|
| Funkcja |
| Strukturalna |
| Motoryczna |
| Punkt kontrolny wrzeciona |
| Nukleacja MT (MTOC) |
Najistotniejsze ruchy zalezne od mikrotubul:
PROFAZA
kondensacja włókien chromatynowych zreplikowanych, ale rozproszonych w interfazie w chromosomy, których dokładna liczba jest cechą każdego gatunku
zanik jąderka
zainicjowanie montażu wrzeciona kariokinetycznego przy nienaruszonej otoczce jądrowej
separacja centrosomów – w komórkach zwierzęcych , ustalanie sie dwubiegunowości ( rośliny)
pod koniec fazy S centrosom ulega replikacji!
Siostrzane centrosomy przemieszczaja sie na rzeciwległe bieguny komórki przyporzadkowując sobie własny układ mikrotubul
Kinetochor to miejsce zaczepu mikrotubul na chromosomie, kinetochor to wyspecjalizowany kompleks białkowy, który powstaje w miejscu centromeru ( tam jest specjalna sekwencja DNA)
PROMETAFAZA
rozpoczyna sie nagle wraz z rozpadem otoczki jądrowej
mikrotubule są przyłączane do kinetochorów i tworzą się mikrotubule kinetochorowe
odbywa sie kongresja chromosomów do płytki metafazowej
METAFAZA
chromosomy ulgaja dalszej kondensacji i ustawiaja sie w połowie drogi między biegunami wrzeciona - w płaszczyxnie równikowej wrzeciona ( płytka metafazowa)
parzyste mikrotubule kinetochorowe na kazdym chromosomie przyczepiaja je do przeciwnych biegunów
stabilizacja wrzeciona
ANAFAZA A
początek to podział centromerów , czyli ostateczne rozdzielenie chromatyd, które od tego momentu staja sie chromosomami potomnymi
mikrotubule kinetochorowe ulegaja skróceniu w wyniku depolimeryzacjina końdu plus przy kinetochrach( tam jest anapęd) , dzieki czemu potomne chromosomy przemieszczaja się w kierunku obu biegunów
ANAFAZA B
wydłuża sie przestrzen między biegunami – działaja dwie siły: wydłużanie sie i slizganie miedzybiegunowych mikrotubu lpo sobie odpychajace oba bieguny i odciaganie biegunów w kierunku czesci obwodowych komórki
napęd to strefa zachodzenia włókien
cykl centrosomowy – niezależny od podziału jader komórkowych
duplikacja interfazowego centrosomu zachodzi jeden raz w cyklu komórkowym
regulaja podziału centrosomu to aktywność cdk2 i cykliny E lub A
kinezyna dwubiegunowa podczas mitozy asocjuje z mikrotubulami wrzeciona i wydaje sie niezbędna do separacji i ruchu centrosomów w okresie wczesnej profazy oraz do utrzymania metafazowego wrzeciona w ostatnich stadiach mitozy i mejozy
centrosom:
- główne cytocentrum wytwarzające i organizujace MT w układ promieniujący od jądra w cytoplazmę.
- zawiera dwie krótkie cylindryczne centriole, macierz okołocentriolową , czyli przestrzeń pericentriolarną, a także osrodki wzrostu,czyli pierścieniowe kompleksy gamma – tubulinowe
- wokół są mikrotubule astralne
Cytokineza (dokładnie z ćwiczeń)
cytoplazma zostaje podzielona na dwie części
cytokinaza rozpoczyna sie w anafazie pojawieniem sie bruzdy podziałowej oraz przejściowej struktury jaką stanowi pierścień kurczliwy
pierścień zakłada sie prosopadle do długiej osi wrzeciona
położenie wrzeciona podziałaowego i przyszła determinacja położenia bruzdy zapada w PROMETAFAZIE
decydujaca rolę odgrywaja MT astralne – biegną od biegunów do korteksu i dyneina ( mutanty dyneinowe sa opóźnione w wejsciu do metafazy)
pierscień kurczliwy zbudowany jest z zachodzących na siebie filamentów aktynowych i miozynowych, MT astralne muszą oddziaływć z aktyną.
Aktyna i miozyna – są w korteksie i cytoplaźmie
W środkowej metafazie:
- zaczynają organizowac sie włókna aktynowe tworzac pasmo otaczajace przyszłą strefę bruzdy podziałowej
Pierścień musi nawiązywać kontakt z blona komórkową - jest cały szarag białek które uczestniczą w tym procesie
W tej strefie może dochodzic do miejscowej polimeryzacji włókien
Siła zaciskajacego sie pierścienia jest generowana przez filamenty aktynowe slizgające się po filamentach miozynowych
Co jest odpowiedzialne za utworzenie pierscienia? Mogą to być:
- mikrotubule astralne
- same chromosomy
- MK kinetochorowe
- MK międzybieguowe – zachodzą na siebie antyparalelnie – MID zone (*jajo jeżowca)
Decydująca rolę moga odgrywac MT astralne – doswiadczenie na sfuzowanych komórkach nabłonkowych. ( tu mam ładny rysunek...) Tworzenie sie bruzdy – gdy MT astralne zachodzą na siebie
Sygnał może byz związany z chromosomami – „passenger chromosomal proteins”
Grupa białek INCENP – białko aurora B i związane mitotyczne kinezyny –MKLP – Polo Kinase Complex(?) – w obecnośc tych białek może zajść cytokineza
Po podziale tworzy sie MID BODY – ciałko środkowe -> złozone z mikrotubul zachodzących na siebie( tu znowu mały rysunek, ale juz nie taki ładny...)
W miejscu zaciskania sie pierścienia – dobudowywanie małych pęcherzyków – może to miec znaczenie sygnałowe
( dalej mam coś dziwnego o białku p 85 i o cda A1)
KOMÓRKA ROŚLINNA
cytokineza zawsze poprzedzona kariokinezą – może być odsunięta w czasie , może być szereg kariokinez
zarastanie bielma
podział na jednojądrowe fragmenty
etapy:
wyznaczenie płaszczyzny podziału
powstanie wrzeciona cytokietycznego
podział
WYZNACZENIE PŁASZCZYZNY PODZAŁU
komórki są sklejone blaszkami srodkowymi
w merystemach komórki dziela się scianami poprzeczymi, a na grubość – równoległymi ścianami
informacja pozycyjna
pasmo preprofazowe( tylko dla G2 –) – zbudowane z MT i mikrofilamentów aktynowych, położone tuz pod plazmalemmą, związane z polożeniem jadra
pod koniec fazy S – zagęszczenie mikrotbul
w profazie pasmo preprofazowe rozpada się( depolimeryzacja) – struktura o krótkim okresie trwałości
Proces ten jest mocno sprzężony z replikacja DNA. Rozpad pasma preprofazowego powoduje aktywny MPF – poprzez fosforylację białek
pasmo preprofazowe wyznacza miejsce podziału - musi wyznaczać ślad molekularny( silna determinacja)
po degradacji pasma jest więc miejsce pozbawione aktyny – to własnie jeden ze śladów molekularnych
Stwierdzono, ze tam gdzie jest pasmo – grubieje ściana i sa pęcherzyki sekrecyjne, a plazmalemma silnie przylega do sciany komórkowej
WRZECIONO CYTOKINETYCZNE
fragmoplast pojawia sie pomiędzy dwoma siostrzanymi jądrami
fragmoplast będzie zmieniał kształt w miare postepującej cytokinezy
organizacja fragmoplastu:
- MT połozone antyrównolegle
- fragmoplast jest tworzony przez pozostałości mikrotubul biegunowych w równikowej części starego wrzecioa mitiotycznego ( tutaj dopiszcie....bo u mnie są bzdury)
MITOZA, CYKL KOMÓKOWY – wykład (prof. Kaczanowska)
Paskudny schemat kołowy
G1:
Licencja na replikację
Przyłączanie ORC do pojedynczego replikonu
Potem „orki” są wyrzucane → dzięki temu możliwa jest tylko jedna replikacja
Synteza pierwszej cykliny
3 systemy proteolizy cyklin:
I SCF (C – culine, stłuczka)
G1:
cyklina D reaguje z cdk6
cyklina E – z cdk2
cyklina A – z cdk2
↓
uruchomienie replikacji
cyklina B cdk2/p34 aktywowane przez fosfatazę cdc25 (fosfataza tyrozynowa)
II system proteasomalny:
W mitozie – system SCF – trawione wszystkie białka zawierające mety... w F???
2 fosfatazy:
cdc25 – aktywuje mitozę
cdc14 – przeprowadza komórki z telofazy do G1
Bardzo skomplikowany schemat przewodzenia jakiegoś sygnału – mam tylko kawałki
Kontrola cyklu komórkowego:
czynniki zewn. (odżywania, wzrostu, przezycia)
...
cyklina D1 – onkogen???
P53 – tylko u ssaków
RB1
Nadfosforylacja RB -> apoptoza
DNA damage checkpoint
Adhezja kohezyn do zreplikowanego odcinka
System alarmowy:
-> kinaza alarmowa (3. onkogen)
ATM (Ata...)
Kondensyny
Naświetlanie -> ATM -> apoptoza
Białka podróżne
II system proteolityczny: APC/cdc20
III system prteolityczny – wraz z aktywacja cdc14 – strawienie cykliny B1
MEN (Mitotic Exit Network) – uruchomienie cdc14
AMEN – ostatnie wyłączenie systemu sygnalizacyjnego