20. Динамика микротрубочек в митотическом веретене.
Микротрубочки – полимеры тубулина. α и β. Мономерные тубулины связывают ГТФ.
Динамическая нестабильность:
Есть у МТ стабильный «-» конец, где находится альфа-тубулин и нестабильный «+» конец, где сидит бета-тубулин. Когда микротрубочки собираются, то практически весь ГТФ, связанный с тубулином, гидролизуется до ГДФ. Высвобождающаяся при этом энергия дестабилизирует микротрубочки, они начинают разбираться. То есть, вся микротрубочка с гидролизованным ГТФ нестабильна. Ее разборке препятствует ГТФ-шапочка на самом конце. Когда эта шапочка теряется, то МТ разбирается.
Стабилизирующие факторы:
Факторы фолдинга. Шаперонин ССТ и кофакторы фолдинга мономеров. Этих кофакторов 5. Кофакторы А и В связывают мономеры альфа и бета-тубулина, а С, D, E формируют стабильные димеры αβ. Такие димеры круто полимеризуются.
Нуклеация микротрубочек происходит в центре организации микротрубочек, состоящем из пары цилиндрических центриолей, окруженным перицентриолярным материалом, содержащим γ-тубулин, входящий вместе с другими белками (grips) в большой комплекс TuRC (tubulin ring complex)
МАРы – белки, ассоциированные с микротрубочками. Стабилизируют МТ. Классические МАРы – МАР2 и тау – связывают поверхность МТ, соединяя несколько мономерных единиц тубулина мостиком и, вероятно, нейтрализуя отрицательный заряд на ее поверхности.
Белки, связывающиеся на «+» конце. Например, CLIP-170 b EB1. Могут сополимеризоваться с мономерами тубулина, связывать «+» концы и участвовать в прикреплении к кинетохору или мембранам клетки через взаимодействие с белками АРС (не путайте с АРС/С!!!) и CLASPs (CLIP-associated proteins)
Связывание с динеин-динактиновым мотором и белком LIS1.
Дестабилизирующие факторы:
Катанин – разрезающий фактор. Создает новые концы без ГТФ-шапочки (следовательно, нестабильные).
Деполимериризующие кинезины семейства Kin1 (например, XKCM1 и MCAK) связываются с концами микротрубочек и инициирут разборку.
Комплекс Op18/Stathmin сиквестрирует димеры тубулина и промотирует гидролиз ГТФ в Е-сайте.
Регуляция данных процессов происходит с помощью фосфорилирования. Фосфорилирование Ор18 и некоторых Мааров подавляет их активность.
21. Цикл дупликации центросомы
Закладка процентриолей.
В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладывается сначала девять синглетов (одиночных) микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом - в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров.
Закладка процентриолей происходит на проксимальных концах центриолей; в этом месте растут новые поколения центриолей, тоже с проксимального конца. Во время роста процентриолей здесь можно видеть центральную "втулку" со спицами.
23. Структура кинетохора
Более 45 разных белков.
- Обязательно - модифицированный гистон Н3 - CENP-A;
- моторные белки - динеин и кинезин;
- регуляторные белки типа Mad2 и Аurora B
Строение:
*Внешняя часть + фиброзная корона + микротрубочки: заякоривание микротрубочек, регуляция их динамики и чекпойнт сборки веретена (Ndc80, Dam1-кольцо для передвижения по микротрубочкам; Bub-белки, Mad2, cdc20, Ran-белки, APC (регуляторные);
*Интерзона: рецепторы, реагирующие на натяжение, чекпойнт сборки веретена;
*Внутренняя часть: сборка кинетохора, определение его размера (Cenp-белки);
*Центромерный гетерохроматин: спаривание хроматид, поддержка структуры и коррекция заякоривания микротрубочек (Survivin, Borealin, Aurora B).
По изменению концентраций в ходе митоза:
-Белки кинетохора, чей уровень стабилен во время всего митоза: ndc80 комплекс
-Различные концентрации в разных моментах: моторные белки (CENP-E и динеин) и белки чекпойнта (Mad-белки, BubR1, Cdc20 - регуляторная СЕ от APC/C комплекса)
-Белки, присоединяющиеся, когда заякорены микротрубочки: APC и белки Ran-пути
Функции белков и комплексов (помимо моторных):
* CENP-C - структурная основа кинетохора
* APC - для перехода к анафазе, убиквитинилирует анафазные ингибиторы
* Mad1,2 и Bub-белки - киназы, фосфорилируют cdc20, из-за этого снижается активность APC/C (т.к. cdc20 его коактиватор), что приводит к чекпойнту. Потом в конце митоза APC/C приводит к деградации Bub1, что позволяет выйти из митоза.
* Ndc80 - связь кинетохора и микротрубочкой (помимо кинезиноподобных CENP-E).
* Aurora В фосфорилирует Ndc80, что открепляет его от микротрубочки; так же фосфорилирует Mad, что приводит к его активации. Только при натяжении с двух сторон кинетохора микротрубочками Aurora B не может дотянуться до Ndc80 и Mad (его дефосфорилирует фосфатаза).
24. Хромосомные пассажиры CPC В профазе происходит накопление СРС в области центромер. Эти комплексы содержат в своем составе белки, способные исправлять ошибки присоединения веретена к хромосомам. Эту функцию выполняет AuroraB, которая ассоциирована со вспомогательными белками: survivin, borealin, BIR, Sgo1/2(SHUGOSHIN). BIR и Shugoshin связывают центромерные нуклеосомы. СРС участвует в формировании и поддерживает стабильность веретена деления с профазы до анафазы. СРС является важным компонентом митотического checkpoint'а, участвует в цитокинезе (показано его локализация в перешейке между клетками). Ассоциация хромосомных пассажиров происходит под действием Cdk1-CyclinB комплекса, который фосфорилирует Borealin (human) или BIR(yeast). В таком виде комплекс может связываться с нуклеосомами, содержащими фосфорилированный H2A гистон.