Məlumat

Zülalların bölünməsi

Zülalların bölünməsi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bu dərslikdə deyilir

Tək bir gen tərəfindən təyin olunan zülallar, müxtəlif fizioloji hərəkətlərlə fərqli zülallar əmələ gətirmək üçün bölünə bilər.

Əvvəlcə zülallar necə bölünür? İkincisi, sadəcə parçalanmadırsa, bu proses nə adlanır? Üçüncüsü, dərsliyim izah etmədiyi üçün hər kəs orijinal zülalın fərqli hissələrinin (zülalın parçalanma ilə bölündüyünü nəzərə alaraq) fərqli fizioloji hərəkətləri necə yerinə yetirdiyini bir nümunə ilə izah edə bilərmi?


Bu çox faydalı bir keçid deyil, razıyam. Bəzi zülallar digər zülallar tərəfindən parçalanır (başqa bir zülalı kəsən zülala proteaz deyilir). Digər zülallar özlərini parçalayır. Əks halda, zülallar kifayət qədər sabitdir və sadəcə olaraq parçalanmır.

Birinci qrup halında (digər zülallara təsir edən proteazlar), laxtalanma kaskadı sizin üçün başlamaq üçün yaxşı bir yer ola bilər. Bu yoldakı prekursor zülallar zülalın “bölünməsi” və digər protein modifikasiyasının zəncirvari reaksiyası ilə aktiv fermentlərə çevrilir. Bu səhifədə aradığınız şey ola biləcək qida həzmi kimi bu prosesin digər maraqlı halları var.

İkinci qrupun bəziləri öz-özünə parçalanırlar ki, aralarındakı ardıcıllıq silinsin və ucları bir-birinə yapışdırılsın. (Bu, mesajçı RNT -dən intronların necə ayrıldığına və ekzonların bir -birinə necə bağlandığına bənzəyir.) Bu cür araya girən protein sıralarına 'inteinlər' deyilir; bir intein çıxarılması bir funksional zülal yarada bilər, buna görə də bu protein bölünməsi deyil. Bununla birlikdə, bəzi viruslar ana zülalını iki və ya daha çox parçaya ayıracaq özünü parçalayan bölgələri kodlaşdırır. Bu prosesin məşhur nümunəsi, hazırda biotexnologiyada geniş istifadə olunur, 2A peptiddir, hansı ki, tək bir transgen ilə ifadə edilmiş zülalı 2-yə "parçalamaq" üçün istifadə olunur (Məsələn, eyni vaxtda GFP kimi bir zülal və markeri ifadə etmək istəyirsinizsə). bunları birləşdirmək üçün 2A peptidindən istifadə edə bilərsiniz.)

Birinci qrup bu proteazların insan sağlamlığındakı məlum roluna görə sizi daha çox maraqlandıra bilər. Həmçinin, sualınızda belə görünür ki, siz də zülalların təsadüfi “parçalanmasına” istinad edirsiniz ki, bu da hazırda insan orqanizmində, hətta mədədə zülalın parçalanmasında mühüm rol oynadığı bilinmir. Pepsin kimi fermentlər zülalların həzmindən məsuldur.


Dərsliyə giriş imkanım yoxdur, amma ilk fikrim odur ki, müəllif təkamül zamanı genlərin təkrarlanmasından danışır. Əgər gen dublikat edərsə, iki nüsxə bir-birindən ayrılaraq fərqli funksiyaları yerinə yetirən iki oxşar, lakin bir qədər ixtisaslaşdırılmış zülal yarada bilər.Wikipedia

Razıyam ki, nəzərdə tutulan mənadan asılı olmayaraq cümlə yaxşı yazılmamışdır. Bəzi kontekst faydalı ola bilər.


Zülalların bölünməsi - Biologiya

III HİSSƏ. Molekulyar bioloji, hüceyrə bölgüsü və genetikası

8.4. Protein sintezi

DNT və RNT hər ikisi də protein istehsal prosesində vacibdir. Hüceyrədə DNT nukleotidləri genetik əlifba kimi istifadə olunur, DNT dilində kod sözləri yaratmaq üçün üç dəstdə (məsələn, ATC, GGA, TCA, CCC) düzülür. Hansı amin turşularının istifadə edildiyini və bir zülalda görünmə sırasını təyin edən DNT -dəki bu kod sözlərinin ardıcıllığıdır. DNT molekulları çox uzundur və uzunluqları boyunca bir çox zülal üçün kod verir. Proteinlər iki mərhələdə transkripsiya və tərcümədə sintez olunur.

Birinci addım: Transkripsiya - RNT-nin yaradılması

Transkripsiya, RNT sintez etmək üçün DNT -ni şablon (şablon) olaraq istifadə etmək prosesidir. RNT polimeraz fermenti, DNT azotlu əsasların ardıcıllığını "oxuyur" və yeni RNT molekulunu qurmaq üçün DNT ilə RNT arasındakı baz cütləşmə qaydalarına riayət edir (şəkil 8.6a-c). RNT polimeraza DNT-yə yapışır və yaxınlıqda genin olduğunu göstərən markerlər və ya işarələr kimi çıxış edən əsas ardıcıllıqları skan edərək yivlər boyunca hərəkət edir. Ferment promotor ardıcıllığını axtarır (şəkil 8.6d). Bu, zülal kodlayan bir bölgənin yerini göstərən və iki DNT zəncirindən hansının istifadə edilməli olduğunu təyin edən xüsusi bir DNT nukleotid ardıcıllığıdır. DNT-nin kodlama zolağı RNT sintezi üçün şablon kimi xidmət edən tərəfdir. Fermentlər tərəfindən birbaşa oxunmayan DNT zənciri kodlaşdırılmayan iplikdir. Promotor ardıcıllığı olmadan, RNT polimeraza geni transkripsiya etməyəcəkdir.

Şəkil 8.6. DNT -nin RNT -yə transkripsiyası

Bu rəqəm transkripsiya zamanı baş verən əsas hadisələri göstərir. (a) Bir ferment, RNT polimeraz, promoter ardıcıllığında DNT -yə bağlanır (bax d) və sonra tamamlayıcı ipləri ayırır. Ferment daha sonra genin zülal kodlaşdırma bölgəsini (bax d) tapmaq üçün DNT zolağı boyunca doğru istiqamətdə irəliləyir. (b) RNT polimeraza kodlaşdırma zəncirindən aşağıya doğru hərəkət etdikcə, yeni tamamlayıcı RNT nukleotidləri məruz qalmış DNT zəncirlərindən birinə əsas cütləşir. Baza qoşalaşmış RNT nukleotidləri DNT-nin nukleotid ardıcıllığını tamamlayan yeni RNT molekulu yaratmaq üçün RNT polimeraza ilə birləşir. Sonlandırma ardıcıllığı (bax d) RNA polimeraza mRNA transkripsiyasını sona çatdırmaq üçün siqnal verir, beləliklə RNT nüvəni tərcüməyə kömək etmək üçün tərk edə bilər. (c) Yeni əmələ gələn (transkripsiya edilmiş) RNT daha sonra DNT molekulundan ayrılır və hüceyrə tərəfindən istifadə olunur.

Transkripsiya, fermentin iki zəncirli DNT-nin iki ipini ayırdığı zaman başlayır. İki telin ayrılması onların azotlu əsaslarını ifşa edir ki, kodlaşdırma zolağı “oxunsun”. Oxumaq, yeni RNT nukleotidlərinin gətirilməsi və məruz qalmış DNT nukleotidləri ilə bir-bir hidrogen bağları ilə cütləşməsi ilə həyata keçirilir. Bir uyğunluq edildikdən sonra, yeni gələn RNT nukleotidi, bir RNT nukleotidinin şəkəri ilə digərinin fosfatı arasında kovalent bir bağ meydana gətirərək yerinə bağlanır.

RNT polimeraz, sonlanma ardıcıllığına çatanda DNT -nin transkripsiyasını dayandırır. Sonlandırma ardıcıllığı, RNA polimerazasının bir RNT molekulu istehsalını nə vaxt bitirməli olduğunu göstərən DNT nukleotid sekanslarıdır. Hər gen üçün bir RNT zəncirinin yaradılması üçün iki DNT zəncirindən yalnız biri oxunur.

RNT-nin bir neçə növü var: bununla belə, üzərində dayanacağımız üç növ messenger RNT (mRNA), transfer RNT (tRNA) və ribosomal RNT (rRNA)dır. Hər bir RNT növü eyni 4 nukleotidin birləşməsindən nüvədə toplanır. Bununla birlikdə, hər bir RNT növü sitoplazmada baş verən protein sintezi prosesində fərqli bir funksiyaya malikdir. Messenger RNA (mRNA), lazımlı zülalı hazırlamaq üçün bir plan daşıyır. Transfer RNT (tRNA) və ribosomal RNT (rRNA) mRNT-ni oxumaq və lazımi amin turşularını bir zülala yığmaq üçün bir araya gətirmək üçün müxtəlif yollarla istifadə olunur.

İkinci addım: Tərcümə - Protein istehsalı

Tərcümə, amin turşularını bir -birinə bağlayaraq protein sintezini yönləndirmək üçün RNT -dəki məlumatlardan istifadə prosesidir. mRNT kodon adlanan üç nukleotid dəstində xətti olaraq oxunur. Kodon, müəyyən bir amin turşusunun yerləşdirilməsini kodlaşdıran üç nukleotiddən ibarətdir. Bir mRNA molekulu kontekstində, kodon tərcümə zamanı zülalın yanında hansı amin turşusunun əlavə olunacağını təyin edir. Cədvəl 8.2, hər bir kodonun və müvafiq amin turşusunun mRNA nukleotid birləşmələrini göstərir. Məsələn, kodon UUU yalnız fenilalanin (Phe) amin turşusuna uyğundur. 64 mümkün kodon və yalnız 20 çox istifadə olunan amin turşusu var, buna görə də bir çox amin turşularını kodlaşdırmağın bir çox yolu var. Məsələn, UCU, UCC, UCA və UCG kodonları serin üçün bütün kodu verir.

Cədvəl 8.2. Amin turşusu-mRNA lüğəti və 20 ümumi amin turşusu və onların ixtisarları

Bunlar hüceyrənin zülal sintezi əməliyyatında istifadə olunan 20 ümumi amin turşusudur. Hər birinin məlum kimyəvi quruluşu var və xüsusi mRNA kodonları ilə kodlaşdırılmışdır.

4-cü fəsildən xatırlayaq ki, ribosom zülalları sintez edən membransız orqanoiddir. Ribosom zülallardan və ribosomal RNT (rRNA) adlanan bir növ RNT-dən ibarətdir. Ribosomlar ümumiyyətlə hüceyrədə iki parça və ya alt birim şəklində mövcuddur. Böyük bir alt bölmə və kiçik bir alt bölmə var. Tərcümə zamanı iki alt birləşmə mRNA -nı birləşdirir və aralarında saxlayır. MRNA -nın ribosoma möhkəm bir şəkildə sıxılması ilə mRNA -nın kodonları oxunur və protein sintezi başlayır.

Hüceyrədə protein sintezi üçün bir çox ribosom var. Ribosomlardan hər hansı biri transkripsiyadan sonra hüceyrənin nüvəsindən gələn mRNA-ların hər hansı birini oxuya bilər. Bəzi ribosomlar sitoplazmada sərbəstdir, digərləri isə hüceyrənin kobud endoplazmatik retikuluma (ER) bağlıdır. Hüceyrə membranının bir hissəsi olaraq təyin olunan və ya hüceyrədən sərbəst buraxılmaq üçün paketlənmiş zülallar endoplazmik retikuluma bağlı ribosomlar üzərində sintez olunur. Sitoplazmada öz funksiyalarını yerinə yetirəcək zülallar endoplazmik retikuluma bağlanmamış ribozomlarda sintez olunur. Tərcümə prosesi üç əsas mərhələyə bölünə bilər: (1) başlanğıc, (2) uzanma və (3) sonlandırma.

Protein sintezi, mRNA üzərindəki kodonların müəyyən bir siqnal ardıcıllığına bağlanan kiçik ribosomal alt birimdən başlayır. Kiçik ribosomal alt bölmə mRNT boyunca hərəkət edir və RNT uzunluğunda ilk AUG kodonunda dayanır. Bu AUG kodonu tərcümənin başladığı yerdir. AUG tapılmazsa, tərcümə baş vermir. İlk AUG kodonunda ilk amin turşusu (metionin və ya MET) mRNT-də yerləşdirilir.

Amin turşuları transfer RNT vasitəsilə mRNT-ribosom kompleksinə alınır. Transfer RNT (tRNA), düzgün amin turşusunun mRNA nukleotid ardıcıllığında olan kodonlarla uyğunlaşmasından məsuldur (şəkil 8.7a). Hüceyrənin tRNA-ları əsas cütləşməsi səbəbindən amin turşularını mRNA kodonlarına uyğunlaşdıra bilir. TRNA -nın mRNA ilə qarşılıqlı təsir edən hissəsinə antikodon deyilir. TRNA antikodonu, mRNA molekulundakı nukleotidlərlə cütləşən qısa bir nukleotid ardıcıllığıdır. TRNA -nın digər ucunda bir amin turşusu var. TRNA və amin turşuları arasındakı uyğunluq hüceyrədəki bir ferment tərəfindən edilir.

Başlanğıc kodonu, AUG, hər hansı bir zülal yaratmaq üçün mRNT-də oxunan ilk kodondur. AUG kodonuna bağlanan tRNT amin turşusu metionini daşıdığından, hər zülalın ilk amin turşusu metionindir (şəkil 8.7). Bu ilk metionin zülalın düzgün işləməsi üçün lazım deyilsə, daha sonra zülaldan kəsilə bilər. Metionin-tRNA molekulu başlanğıc kodonu üzərində düzüldükdən sonra ribosomun böyük alt bölməsi mRNT-ni bağlamaq üçün kiçik alt bölməyə qoşulur. İki alt bölmə ortada mRNT ilə birlikdə olduqda, ribosom tam formalaşır. Qalan zülalın əmələ gəlməsi prosesi başlamağa hazırdır (şəkil 8.7).

(a) Bir mRNA molekulu ribozomda iki kodonun transkripsiya üçün mövqedə olması üçün yerləşdirilmişdir. Bu iki kodondan (AUG) birincisi başlanğıc kodondur və amin turşusu metionini (MET) daşıyan tRNA ilə hidrogen bağlamaqdan məsuldur. Başlanğıc tRNA, başlanğıc kodonu ilə uyğunlaşır. (b) Ribozomun böyük alt birliyi kiçik alt birliyə birləşir. Ribozom artıq yığılıb mRNA -nı tərcümə edə bilir.

Protein sintezi başladıqdan sonra ribosom, təkrarlanan bir sıra hadisələri əlaqələndirir. Ribozom bu hadisələr silsiləsindən hər dəfə keçdikcə böyüyən zülala yeni bir amin turşusu əlavə olunur. Bu şəkildə bir ribosom mürəkkəb bir montaj prosesinin mərhələlərini təşkil edən bir montaj xəttinə bənzəyir. Hər yeni amin turşusu üçün yeni bir tRNT xüsusi amin turşusu ilə ribosoma çatır. Ribosom böyüyən zülala yeni amin turşusu əlavə edir (şəkil 8.8).

(a) İki tRNA amin turşularını izolösin (ILE) və qlutamin (GLN) hizalayır ki, peptid bağı yaradaraq kimyəvi cəhətdən bir-birinə bağlana bilsinlər. (b) Bağ qurulduqdan sonra, ilk tRNA mRNA üzərindəki mövqeyindən ayrılır. (c) ribozom mRNA üzərində bir kodon aşağı hərəkət edir. Başqa bir tRNT indi böyüyən zülala növbəti amin turşusu (ILE) əlavə oluna bilməsi üçün düzülür. (d) Proses yeni tRNT, yeni amin turşusu və yeni peptid bağının əmələ gəlməsi ilə davam edir.

Ribosom dayanma siqnalı ilə qarşılaşmayınca, böyüyən zülala bir-birinin ardınca amin turşusu əlavə etməyə davam edəcək (şəkil 8.9). MRNA -da durma siqnalı da bir kodondur. Dayanma kodonu ya UAA, UAG və ya UGA ola bilər. Bu üç kodondan hər hansı biri uzanma prosesində göründüyü zaman, kimyəvi bir buraxma faktoru ribozoma daxil olur. Buraxma faktoru ribosomun zülaldan ayrılmasına səbəb olur. Zülal sərbəst buraxıldıqda, ribosomal alt bölmələr ayrılır və mRNT-ni buraxır. MRNA, zülalın başqa bir nüsxəsini çıxarmaq üçün istifadə edilə bilər və ya daha çox zülalın əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün hüceyrə tərəfindən parçalana bilər. Ribosomun iki parçası da təkrar istifadə edilə bilər.

(a) Buraxılış faktoru son kodon üzərində mövqeyə keçəcək - burada, UAG. (b) ribosom tamamlanmış amin turşusu zəncirini sərbəst buraxır. Ribozom sökülür və mRNA başqa bir protein sintez etmək üçün başqa bir ribosom tərəfindən istifadə edilə bilər.

Yaxın Universal Genetik Kod

DNT-dən zülal hazırlamaq üçün kod demək olar ki, bütün hüceyrələr üçün eynidir. Bakteriyalar, arxeyalar, yosunlar, protozoa, bitkilər, göbələklər və heyvanlar genetik məlumatlarını saxlamaq üçün DNT-dən istifadə edirlər. Hamısı DNT -dəki məlumatları RNT -yə köçürür. Hamısı ribosom istifadə edərək protein sintez etmək üçün RNT -ni tərcümə edir. Çox az istisnalarla, onların hamısı eyni amin turşusunu kodlaşdırmaq üçün eyni üç nukleotid kodonundan istifadə edirlər. Eukaryotik hüceyrələrdə transkripsiya həmişə nüvədə, tərcümə isə həmişə sitoplazmada baş verir (şəkil 8.10).

Şəkil 8.10. Eukaryotik zülal sintezinin xülasəsi

DNT-dəki genetik məlumat, transkripsiya zamanı nüvədə RNT olaraq nüvədə yenidən yazılır. MRNA, tRNA və rRNA nüvədən sitoplazmaya (sitozol) keçir, burada ribosom tərəfindən tərcümə zamanı genetik məlumatlar oxunur.

Bütün hüceyrələrdəki protein sintezinin bənzərliyi, bütün canlıların ortaq mənşəyini güclü şəkildə müdafiə edir. Həm də biotexnologiya üçün çox maraqlı imkanlar yaradır. İndi bakteriyalarda insulin kimi insan zülallarını sintez etmək mümkündür, çünki bakteriyalar və insanlar zülal yaratmaq üçün eyni koddan istifadə edirlər. Bu şəkildə insulin istehsalı, diabetdən əziyyət çəkənlərin bir çoxu üçün ucuz və bol dərman mənbəyi yaratmağa kömək edə bilər.

Ancaq bütün genetik məlumatlar DNT -dən RNT -ə zülallara axmır. Bəzi viruslar genetik məlumatlarını saxlamaq üçün RNT -dən istifadə edirlər. Bu viruslara retroviruslar deyilir. Retrovirusa misal olaraq insanın immunçatışmazlığı virusu, HİV-ni göstərmək olar. Retroviruslar DNT yaratmaq üçün öz RNT-lərindən istifadə edirlər. Bu DNT daha sonra daha çox RNT-ni transkripsiya etmək üçün istifadə olunur. Bu RNT daha sonra zülalların istehsalı üçün istifadə olunur (Görünüşlər 8.1).

Ters Həyat - Retroviruslar

Qazanılmış immunçatışmazlığı sindromu (QİÇS) insanın immunçatışmazlığı virusu (HİV) adlı retrovirus tərəfindən törədilir. HİV, zülal örtüyü ilə əhatə olunmuş genetik materialı RNT olan kürə virusudur. Bundan əlavə, virus ev sahibi hüceyrədən çıxanda hüceyrənin plazma membranından alınan bir fosfolipid təbəqəsi ilə əhatə olunmuşdur. İnsanlar HİV -ə yoluxduqda, virusun xarici fosfolipid membranı ana hüceyrənin plazma membranı ilə birləşir və virusu RNT ilə hüceyrəyə buraxır. RNT genetik materialına əlavə olaraq, HİV bir neçə ferment daşıyır, biri əks transkriptazadır. HİV uyğun bir ana hüceyrəyə daxil olduqda, virus əvvəlcə RNT-nin DNT nüsxəsini yaratmaq üçün əks transkriptazadan istifadə edir. (Bu, hüceyrələrdə DNT-dən istifadə edərək transkriptaza fermentinin iştirak etdiyi normal prosesin əksidir.) Bu, normal olaraq hüceyrədə baş verənlərin tərsi (retro-) olduğundan, RNT virusları retroviruslar adlanır. Ters transkriptaz tərəfindən istehsal olunan DNT, ev sahibi hüceyrənin DNT -sinə yapışdırılır. Yalnız bundan sonra HİV aktiv, xəstəliyə səbəb olan parazitə çevrilir. Virus RNT-nin DNT nüsxəsi ev sahibi hüceyrənin DNT-sinə daxil edildikdən sonra virusla əldə edilən DNT virus RNT-nin və onun zülal örtüyünün surətlərini hazırlamaq üçün istifadə olunur.

HİV-in DNT əsaslı orqanizmlərdən necə fərqləndiyini başa düşməyin iki əhəmiyyətli nəticəsi var. Birincisi, bir insanda tərs transkriptazanın olması retroviral infeksiyanın əlaməti olaraq qəbul edilə bilər, çünki tərs transkriptaza insan hüceyrələri tərəfindən istehsal edilmir. Bununla belə, HİV retrovirusların bir neçə növündən yalnız biri olduğundan, bir şəxsdə fermentin olması mütləq HİV infeksiyasını göstərmir. Yalnız bir növ retroviral infeksiyanı göstərir. İkincisi, HİV üçün antiviral dərman müalicəsi retrovirusun həyat dövrünün həssas nöqtələrindən istifadə edir. Məsələn, tərs transkriptaza müdaxilə virusun DNT etmək qabiliyyətini maneə törədir və ev sahibi DNT -yə inteqrasiya şansını azaldır. Bu, yoluxmuş bir insanın bədəninə virusları məhv etmə imkanı verir və bu xəstəliyin əlamətlərini inkişaf etdirmə ehtimalını azaldır. Viruslardan təmizləndikdən sonra şəxsin virusu başqalarına ötürmə ehtimalı azalır.

Bu elektron mikroqrafda HİV viruslarının hüceyrədən çıxdığını göstərir. Bu viral hissəciklər, başqa bir hüceyrəyə yoluxa bilər və dərmanlar bunun qarşısını almadıqca viral replikasiya dövrünə davam edə bilər.

8. RNT molekulunun istehsalı DNT replikasiyasından nə ilə fərqlənir?

9. Bir DNT nukleotid ardıcıllığı TACAAAGCA olarsa, onunla təməl cütləşən mRNA nukleotid ardıcıllığı nədir?

10. 9-cu sualdakı nukleotidlərin ardıcıllığı ilə kimyəvi kodlanmış zülalda hansı amin turşuları meydana çıxacaq?

11. tRNA, rRNA və mRNA funksiyalarında necə fərqlənir?

12. Promotor ardıcıllığı, sonlanma ardıcıllığı və buraxılış amili arasında hansı fərqlər var?

13. DNT mesajının zülala çevrilməsi zamanı baş verən hadisələrin ardıcıllığını sadalayın.

Saytımızda olan hər hansı bir materialın müəllif hüquqları sahibisinizsə və onu silmək niyyətindəsinizsə, təsdiq üçün sayt rəhbərimizlə əlaqə saxlayın.


İçindəkilər

Metafazanın başlanğıcı, mikrotübüllərin xromosomların kinetoxorlarına bağlanması, həmçinin hüceyrənin ortasındakı xromosomların hizalanması ilə xarakterizə olunur. Hər bir xromatidin öz kinetoxoru var və bacı xromatidlərin kinetokorlarına bağlı olan bütün mikrotubullar hüceyrənin əks qütblərindən şüalanır. Bu mikrotubullar xromosomlara hüceyrələrin əks uclarına doğru çəkmə qüvvəsi tətbiq edir, bacı xromatidlər arasındakı birləşmə isə bu qüvvəyə qarşı çıxır.

Metafazadan anafaza keçidində qardaş xromatidlər arasındakı bu birləşmə həll olunur və ayrılmış xromatidlər iş mili mikrotübülləri ilə hüceyrənin əks tərəflərinə çəkilir. Xromatidlər mil qütblərinin fiziki hərəkəti ilə daha da ayrılır. Xromatidlərin vaxtından əvvəl dissosiasiyası qız hüceyrələrində xromosomların səhv seqreqasiyasına və anevloidiyaya səbəb ola bilər. Beləliklə, metafaza yoxlama məntəqəsinin işi, xromosomlar düzgün bağlanana qədər, bacı xromatidləri ayrılana qədər bu anafaza keçidinin qarşısını almaqdır.

Hüceyrənin eyniliyini və düzgün funksiyasını qorumaq üçün hər hüceyrə bölünməsindən sonra müvafiq sayda xromosom saxlamaq lazımdır. Gözlənildiyindən daha az və ya daha çox xromosom sayına malik olan qızı hüceyrələrin yaradılmasında bir səhv (vəziyyətə aneuploidiya deyilir) ən yaxşı halda hüceyrə ölümünə səbəb ola bilər və ya alternativ olaraq fəlakətli fenotipik nəticələr verə bilər. [3] [4] Nümunələrə aşağıdakılar daxildir:

  • Xərçəng hüceyrələrində aneuploidiya tez -tez baş verən bir hadisədir və bu hüceyrələrin xromosom seqreqasiyasında iştirak edən maşınlarda və seqreqasiyanın düzgün yerinə yetirilməsini təmin edən mexanizmdə bir qüsur olduğunu göstərir.
  • İnsanlarda Daun sindromu, hüceyrələrində xromosom 21 -in əlavə bir nüsxəsini daşıyan uşaqlarda əmələ gəlir. Bu qüsur, əlavə bir xromosom 21 olan bir gamet (spermatozoid və ya oosit) əmələ gətirəcəkdir.Döllənmədən sonra bu gamet, üç nüsxə xromosom 21 olan bir embrion yaradacaq.

Zirkle (1970 -ci ildə), metafaza plitəsinə çatmaq üçün yalnız bir xromosomun gecikdiyi zaman, anafazanın başlanğıcının gəlişindən bir neçə dəqiqə sonra təxirə salındığını müşahidə edən ilk tədqiqatçılardan biridir. [5] Bu müşahidə oxşar müşahidələrlə birlikdə metafazadan anafazaya keçiddə nəzarət mexanizminin mövcud olduğunu irəli sürdü. Nokodazol və kolşisin kimi dərmanlardan istifadə edərək, mitotik mil parçalanır və hüceyrə dövrü metafazadan anafaza keçidində bloklanır. Bu dərmanlardan istifadə edərək (1992 -ci ildə Rieder və Palazzonun [6] araşdırmasına baxın), ehtimal olunan nəzarət mexanizmi adlandırıldı. İş mili yoxlama məntəqəsi (SAC). Bu tənzimləmə mexanizmi o vaxtdan intensiv şəkildə öyrənilmişdir. [7]

Müxtəlif növ genetik tədqiqatlardan istifadə edərək müəyyən edilmişdir ki, müxtəlif növ qüsurlar SAC-ni aktivləşdirməyə qadirdir: mil depolimerizasiyası, [8] [9] disentrik xromosomların olması (iki sentromerli), [10] sentromerlərin bir hissədə ayrılması. sapma yolu, [11] içərisində mil qütb cisimlərində qüsurlar S. cerevisiae, [12] kinetoxor zülallarında qüsurlar, [13] sentromerik DNT -də mutasiyalar [14] və ya mitoz zamanı aktiv olan molekulyar motorlarda qüsurlar. [8] Bu müşahidələrin xülasəsini 1999-cu ildə Hardwick və əməkdaşlarının məqaləsində tapmaq olar. [15]

Öz müşahidələrindən istifadə edərək, Zirkle [5] ilk dəfə təklif etdi ki, "hüceyrənin anafazaya keçməsi üçün lazım olan bəzi (...) maddə C-dən bir neçə dəqiqə sonra (son xromosomun metafaza plitəsinə gəliş anı) görünür. və ya sitoplazmik vəziyyətin kəskin dəyişməsindən sonra, yalnız C -də və ya C -dən dərhal sonra "bu funksiyanın mitotik milə bağlanmamış kinetoxorlarda yerləşdiyini göstərir. McIntosh bu təklifi genişləndirərək, sentromerlərdə yerləşən gərginliyə həssas olan bir fermentin iki bacı kinetoxor bipolyar gərginlik altında olmadığı zaman anafaza başlanğıcına inhibitor istehsal etdiyini irəli sürdü. [16] Həqiqətən, mövcud məlumatlar "anafazaya girmək üçün gözləyin" siqnalının daha çox bağlanmamış kinetoxorlarda və ya ona yaxın istehsal edildiyini irəli sürdü. [17] Bununla birlikdə, inhibe siqnalını inaktivləşdirə bilən və metafaza həbsini sərbəst buraxa bilən milə kinetoxor bağlanması ilə əlaqəli əsas hadisə ya kinetoxor tərəfindən mikrotubulların alınması ola bilər (1995 -ci ildə Rieder və əməkdaşlarının təklif etdiyi kimi). [17] ) və ya mikrotubulların kinetokorlara bağlanmasını sabitləşdirən gərginlik (Niklasın laboratoriyasında [18] həyata keçirilən təcrübələrin təklif etdiyi kimi). Tək sitoplazmada iki müstəqil mitotik mili olan hüceyrələrdə aparılan sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, metafazadan anafazaya keçidin inhibitoru bağlanmamış kinetokorlar tərəfindən əmələ gəlir və sitoplazmada sərbəst yayılmır. [19] Bununla belə, eyni araşdırmada göstərilmişdir ki, hüceyrənin bir hissəsində metafazadan anafazaya keçid başlandıqdan sonra bu məlumat bütün sitoplazma boyunca yayılır və “anafazaya daxil olmaq üçün gözləyin” siqnalının öhdəsindən gələ bilir. bağlanmamış kinetoxorlar olan ikinci bir iş mili ilə əlaqələndirilir.

Hüceyrə bölünməsi: materialın təkrarlanması və qızı hüceyrələrə paylanması Edit

Hüceyrələr bölünməyə hazır olduqda, hüceyrə ölçüsü kifayət qədər böyük olduğu üçün və ya uyğun bir stimul aldıqları üçün [20] hüceyrə dövrünə girmə mexanizmini aktivləşdirirlər və sentrosomları da daxil olmaqla S (sintez) mərhələsində əksər orqanoidləri kopyalayırlar. . Buna görə də, hüceyrə bölünmə prosesi sona çatanda hər bir qızı hüceyrə tam bir orqanoid dəsti alacaq. Eyni zamanda, S fazasında bütün hüceyrələr DNT-ni çox dəqiq şəkildə təkrarlamalıdır, bu prosesə DNT replikasiyası deyilir. DNA replikasiyası başa çatdıqdan sonra, ökaryotlarda DNT molekulu sıxılır və yoğuşdurulur, hər biri iki qardaş xromatiddən meydana gələn mitotik xromosomlar əmələ gətirir, aralarında birləşmə qurularaq bir yerdə qalırlar. mikrotübüllər vasitəsilə hüceyrənin əks qütblərində yerləşən bölünən hüceyrənin iki sentrosomundan birinə. Sentrosomların və mikrotubulların əmələ gətirdiyi quruluş, xromosomları iki sentrosom arasında tutan xarakterik formasına görə mitotik mil adlanır. Hər iki bacı xromatid anafazaya qədər bir yerdə qalır və bir -birindən ayrılır və bağlandıqları sentrosoma doğru hərəkət edirlər. Bu şəkildə, bölünmə prosesinin sonunda iki qız hüceyrə ayrıldıqda, hər biri tam bir xromatid dəstini alacaq. Hüceyrə bölünməsi zamanı bacı xromatidlərin düzgün paylanmasından məsul olan mexanizm adlandırılmışdır xromosomların ayrılması.

Xromosomların ayrılmasının düzgün şəkildə həyata keçirilməsini təmin etmək üçün hüceyrələr dəqiq və kompleks bir mexanizm hazırlamışlar. İlk növbədə, hüceyrələr DNT replikasiyası ilə sentrosom duplikasiyasını koordinasiya etməlidir və bu koordinasiyadakı bir uğursuzluq monopolar və ya çoxqütblü mitotik iğlər əmələ gətirəcək, bu da ümumiyyətlə anormal xromosom seqreqasiyası meydana gətirəcək [21], çünki bu halda xromosom paylanması baş verməyəcək. balanslaşdırılmış şəkildə.

Mitoz: xromosomların milə bağlanması və xromosomların seqreqasiyası

S fazasında sentrozom dublikasiya etməyə başlayır. Mitozun başlanğıcında hər iki sentriol maksimum uzunluğa çatır, əlavə material cəlb edir və mikrotübülləri nüvələndirmək qabiliyyəti artır. Mitoz irəlilədikcə hər iki sentrosom ayrılaraq mitotik mil əmələ gətirir. [22] Beləliklə, mitotik mildə mikrotubullar çıxan iki qütb var. Mikrotubullar (MT) uzun zülal filamentləridir, ekstremitələri asimmetrikdir: bir ucu "mənfi" (-) ucu, nisbətən sabit və sentrozoma yaxın, ucu isə "artı" (+) ucu adlanır, böyümə və böyümə fazaları dəyişir. geri çəkilmə, xromosomları axtaran hüceyrənin mərkəzini araşdırmaq. Hər bir xromatidin sentromer adlanan xüsusi bir bölgəsi var, onun üstündə mikrotubula artı ucunu sabitləşdirməyə qadir olan kinetoxor adlanan bir proteik quruluş yığılır. Buna görə də, təsadüfən hüceyrənin mərkəzini araşdıran mikrotubul kinetokorla qarşılaşarsa, kinetoxor onu tutacaq və beləliklə, xromosom bacı xromatidlərindən birinin kinetokoru vasitəsilə milə birləşəcək. Xromosom kinetoxorların milə bağlanmasında fəal rol oynayır. Xromatinə bağlı olan, Ran guanin nukleotid mübadilə faktorudur (GEF), ÜDM yerinə GTP bağlamaq üçün xromosomun yaxınlığındakı sitozolik Ranı stimullaşdırır. Ran-ın aktivləşdirilmiş GTP-yə bağlı forması, xromosomların ətrafında nüvələnmə və mikrotubulların polimerləşməsinə səbəb olan sitozoldakı protein komplekslərindən TPX2 kimi mikrotubul stabilizasiya edən zülalları buraxır. [23] Bu kinetoxor mənşəli mikrotübüllər, xarici kinetoxordakı kinesin motor zülalları ilə birlikdə, mil qütbündən alınan mikrotübülün yan səthi ilə qarşılıqlı əlaqəni asanlaşdırır. Bu yanal əlavələr qeyri-sabitdir və onları son əlavəyə çevirmək lazımdır. Yanal bitişik əlavələrdən konvertasiya, mikrotübül artı uclarının böyüməsini və büzülməsini, uyğun iki istiqamətli olmaq üçün xromosomları itələyən və çəkən qüvvələrə çevirməyə imkan verir. Bacı xromatidlərin bir-birinə bağlandığı və hər iki kinetoxorun hər iki xromatiddə arxa-arxa yerləşdiyi kimi, bir kinetoxor bir sentrosoma bağlandıqda, bacı kinetoxor bu səbəbdən əks qütbdə yerləşən sentrosoma məruz qalır. əksər hallarda ikinci kinetoxor mikrotubulları vasitəsilə əks qütbdə sentrozomla əlaqələndirilir [24], belə ki, xromosomlar "bi-yönümlü" olur, əsas konfiqurasiya (həmçinin adlanır) amfitelik), hüceyrə bölünəndə xromosomların ayrılmasının doğru bir şəkildə həyata keçirilməsini təmin etmək. [25] [26] Bəzən iki bacı kinetoxordan biri eyni zamanda hər iki qütb tərəfindən yaradılan MT -lərə qoşula bilər. merotelmil nəzarət nöqtəsi tərəfindən aşkar edilməyən, lakin anafaza və nəticədə anevloidiya zamanı geridə qalan xromosomlar yarada bilər. Merotelik oriyentasiya (bacı kinetoxorlar arasında gərginliyin olmaması ilə xarakterizə olunur) mitozun başlanğıcında tez-tez olur, lakin Aurora B zülalı (mayadan onurğalılara qədər qorunan kinaz) bu tip lövbəri aşkar edir və aradan qaldırır. [27] (Qeyd: Aurora B tez -tez müxtəlif növ şişlərdə həddindən artıq ifadə olunur və hazırda xərçəng əleyhinə dərmanların inkişafı üçün bir hədəfdir. [28])

Mitoz zamanı bacılar xromatid birləşməsi

Cohesin: SMC zülallarını redaktə edin

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bacı xromatidlər S fazasından (DNT iki eyni nüsxə, iki xromatid yaratmaq üçün replikasiya edildikdə) anafazaya qədər əlaqəli qalırlar. Bu zaman iki bacı xromatid ayrılır və bölünən hüceyrədə əks qütblərə gedir. Maya və yumurta ekstraktlarında genetik və biokimyəvi tədqiqatlar Xenopus laevis bacı xromatidlərin birləşməsində vacib bir oyunçu kimi poliprotein kompleksini müəyyən etdi (2000-ci ildə Hirano-nun icmalına baxın [29]). Bu kompleks cohesin kompleksi olaraq bilinir Saccharomyces cerevisiae ən azı dörd alt bölmədən ibarətdir: Smc1p, Smc3p, Scc1p (və ya Mcd1p) və Scc3p. Həm Smc1p, həm də Smc3p zülallar ailəsinə aiddir Xromosomların Struktur Baxımı (SMC), yüksək konservasiya olunmuş xromosomik ATPazlar qrupunu təşkil edir və bir heterodimer (Smc1p/Smc3p) əmələ gətirir. Scc1p homoloqdur S. cerevisiae Rad21, ilk olaraq DNT təmirində iştirak edən bir protein olaraq təyin olundu S. pombe. Bu dörd zülal mayada əvəzolunmazdır və hər hansı birində bir mutasiya vaxtından əvvəl qardaş xromatid ayrılmasına səbəb olacaqdır. Mayada kohezin xromosom qolları boyunca üstünlük təşkil edən yerlərə bağlanır və xromatin immunopresipitasiyasından istifadə edilən bir araşdırmada göstərildiyi kimi sentromerlərə çox yaxındır. [30]

Heterokromatinin rolu Edit

Klassik sitoloji müşahidələr bacı xromatidlərin heteroxromatik bölgələrdə daha güclü birləşdiyini irəli sürdü [31] və bu, heterokromatinin xüsusi strukturunun və ya tərkibinin kohezin cəlb edilməsinə üstünlük verə biləcəyini irəli sürdü. [32] Əslində, Swi6 (HP-1 in homologu S. pombe) histon H3 metilatlı Lys 9 -a bağlanır və cohesinin sentromerik təkrarlara bağlanmasını təşviq edir. S. pombe. [33] [34] Daha yeni tədqiqatlar göstərir ki, RNT mexanizmləri heterokromatin quruluşunu tənzimləyir və bu da öz növbəsində bu bölgəyə kohezin cəlb edir. S. pombe [35] və onurğalı hüceyrələrdə. [36] Bununla birlikdə, sentromerlərdə genişlənmiş birləşməni təmin etmək üçün heterokromatindən başqa mexanizmlər olmalıdır. S. cerevisiae sentromerlərin yanında heterokromatin yoxdur, lakin funksional sentromerin olması bitişik bölgədə 20-50kb əhatə edən kohezin birləşməsinin artmasına səbəb olur. [37]

Bu istiqamətdə, Orc2 (S fazasında DNT replikasiyasının başlanmasında iştirak edən mənşəyi tanıma kompleksinə daxil olan bir zülal, ORC) həmçinin insan hüceyrələrində mitoz zamanı kinetoxorlarda yerləşir [38], bu lokalizasiyaya uyğun olaraq, bəzi müşahidələr göstərir ki, mayada Orc2 bacı xromatid birləşməsində iştirak edir və onun çıxarılması SAC aktivləşməsinə səbəb olur. [39] ORC kompleksinin digər komponentlərinin də (məsələn, orc5 in S. pombe) vəhdətdə iştirak edir. [40] Bununla birlikdə, ORC zülallarını ehtiva edən molekulyar yol cohesins yoluna əlavə olaraq görünür və əsasən bilinmir.

Birləşmə funksiyası və onun dağılması Redaktə edin

Centromerik birləşmə, iş mili mikrotübüllərinin qütblərə doğru apardığı qüvvələrə müqavimət göstərir ki, bu da bacı kinetoxorlar arasında gərginlik yaradır. Öz növbəsində, bu gərginlik Aurora B zülalını təsir edən mexanizm vasitəsilə mikrotubul-kinetoxor birləşməsini sabitləşdirir (bu məsələ ilə bağlı baxış: Hauf və Vatanabe 2004 [41]).

Həqiqətən də, cohesin -in hüceyrə səviyyəsinin azalması, bacı xromatidlərin vaxtından əvvəl ayrılmasına, həmçinin metafaza plitəsindəki xromosom konqresiyasındakı qüsurlara və zülalların delokalizasiyasına səbəb olur. xromosom sərnişin kompleksiAurora B. proteinini ehtiva edir. [42] [43] Cohesin kompleksi üçün təklif olunan quruluş, bu kompleksin hər iki qardaş xromatidini birbaşa bağladığını göstərir. [44] Bu təklif edilən strukturda kohezinin SMC komponentləri struktur rol oynayır, beləliklə, SMC heterodimerinin uyğunluğu ATP ilə tənzimlənən DNT bağlayıcı zülal kimi fəaliyyət göstərə bilər. [45] Bununla belə, Scc1p və Scc3p tənzimləyici rol oynayacaq. [29]

In S. cerevisiae, Pds1p (həmçinin sekurin kimi tanınır) bacı xromatidlərin birləşməsini tənzimləyir, çünki Esp1p proteazını bağlayır və inhibə edir.ayırmaq və ya ayırmaq). Anafaza başladıqda, anafazanı təşviq edən kompleks (APC/C və ya Siklosom) sekurini parçalayır. APC/C, ubiquitin ilə yüklənmiş bir E2 ubiquitin bağlayan fermenti işə götürən halqa E3 ubiquitin ligazadır. Securin yalnız aktivləşdirici alt birimi olan Cdc20 APC/C nüvəsinə bağlı olduqda tanınır. Securin, Cdc20 və E2 hamısı APC/C E2 -yə bağlandıqda securin hər yerdə var və onu seçici şəkildə pozur. Sekurinin deqradasiyası Esp1p/separase proteazını buraxır, bu da iki bacı xromatidi birləşdirən kohezin halqalarını deqradasiya edir, buna görə də bacı xromatidlərin ayrılmasını təşviq edir. [46] Scc1 üçün kəsmə sahəsinin yanında Polo/Cdc5 kinazın serin qalıqlarını fosforiləşdirdiyi və bu fosforiliyin kəsmə fəaliyyətini asanlaşdıracağı da göstərilmişdir. [47]

Bu maşın təkamül yolu ilə qorunsa da, [48] [49] onurğalılarda coxin molekullarının çoxu, Polo-1 (PLK1) və Aurora B-dən asılı olan bir prosesdə APC/C-nin mövcudluğundan asılı olmayaraq profaza salınır. [50] Bununla belə, göstərilmişdir ki, Scc1-in kiçik bir hissəsi insan hüceyrələrində metafazaya qədər sentromerlərlə əlaqəli olaraq qalır və anafazada sentromerlərdən yoxa çıxanda buna bənzər bir miqdar kəsilir. [51] Digər tərəfdən, bəzi təcrübələr göstərir ki, bacı sentromerlər ayrıldıqdan sonra qollardakı bacı xromatidlərin birləşməsi tədricən itirilir və bacı xromatidlər hüceyrənin əks qütblərinə doğru hərəkət edirlər. [52] [53]

Bəzi müşahidələrə görə, xromosom qolundakı cohesinlərin bir hissəsi və centromeric cohesins proteinlə qorunur. Şuqoşin (Sgo1), profilaktika zamanı sərbəst buraxılmaması. [54] [55] Sentromerik birləşmə üçün qoruyucu funksiyasını yerinə yetirmək üçün Sgo1, anafazanın əvvəlində və Pds1p -də inaktiv edilməlidir. Əslində, həm Pds1p, həm də Sgo1 onurğalılarda APC/C-nin substratıdır. [56]

İş mili yoxlama nöqtəsi (SAC), bütün eukaryotlarda qorunan, düzgün bağlanmamış kinetoxorlar tərəfindən istehsal olunan aktiv bir siqnaldır. SAC, CDC20-ni mənfi şəkildə tənzimləyərək hüceyrə dövrünü dayandırır və bununla da anafaza təşviq edən kompleksin (APC) poliubikitasiya fəaliyyətinin aktivləşməsinin qarşısını alır. SAC siqnalından məsul olan zülallar, SAC zülallarını, MAD2/MAD3 (mitotik həbs çatışmazlığı), BUB3 (qönçələnmə benzimidazol tərəfindən inhibe edilməmiş) və CDC20 -ni ehtiva edən mitotik nəzarət nöqtəsi kompleksini (MCC) təşkil edir. [57] SAC-də iştirak edən digər zülallara MAD1, BUB1, MPS1 və Aurora B daxildir. Daha yüksək eukaryotlar üçün SAC-nin əlavə tənzimləyicilərinə ROD-ZW10 kompleksinin tərkib hissələri, p31 kometa, MAPK, CDK1-siklin-B, NEK2 daxildir. , və PLK1. [58]

Yoxlama nöqtəsinin aktivləşdirilməsi Redaktə edin

SAC, düzgün bağlanmamış kinetoxorlar və iş mili mikrotübülləri arasındakı qarşılıqlı əlaqəni izləyir və kinetoxorlar milə düzgün bağlanana qədər saxlanılır. Prometafaza zamanı, CDC20 və SAC zülalları, mili montajına bağlanmadan əvvəl kinetoxorlarda konsentrə olur. Bu zülallar, çıxarılana və düzgün kinetoxor-mikrotübül əlavə olunana qədər SAC-ı aktiv saxlayır. Hətta bağlanmamış bir kinetoxor belə iş mili nəzarət nöqtəsini saxlaya bilər. [57] Mikrotübül artı uclarının bağlanmasından və kinetoxor mikrotübüllərinin əmələ gəlməsindən sonra MAD1 və MAD2 kinetoxor qurğusundan tükənir. Yoxlama məntəqəsinin aktivləşdirilməsinin başqa bir tənzimləyicisi kinetoxor gərginliyidir. Qardaş kinetoxorlar əks mil dirəklərinə düzgün bir şəkildə bağlandıqda, mitotik mildəki qüvvələr kinetoxorlarda gərginlik yaradır. İki yönlü qardaş kinetoxorları kinetoxor-mikrotübül quruluşunu sabitləşdirir, zəif gərginlik isə sabitliyi pozur. Sintelik qoşma kimi yanlış kinetoxor qoşmalarına cavab olaraq, hər iki kinetoxor bir mil dirəyinə bağlanır, yaranan zəif gərginlik yanlış qoşmanı qeyri-sabitləşdirir və kinetokorun iş mili gövdəsinə düzgün şəkildə yenidən bağlanmasına imkan verir. Bu proses zamanı mitotik milə bağlanan, lakin gərginlik altında olmayan kinetoxorlar milin yoxlama nöqtəsini tetikler. Xromosom sərnişin kompleksinin Aurora-B/Ipl1 kinazı, düzgün olmayan kinetoxor əlavələrində gərginlik sensoru rolunu oynayır. Mikrotübül-kinetoxor interfeysində mikrotübül kəsən KINI kinesin MCAK, DASH kompleksi və Ndc80/Hec1 kompleksinə [59] nəzarət etməklə yanlış əlavələri aşkar edir və sabitliyi pozur. [58] Aurora-B/Ipl1 kinazı, eyni zamanda hər iki mil dirəyinə bir kinetoxorun bağlandığı merotelik əlavələrin düzəldilməsində də vacibdir. Merotelik əlavələr kifayət qədər gərginlik yaradır və SAC tərəfindən aşkar edilmir və düzəldilmədən xromatidlərin yavaş köçmə sürəti səbəbindən xromosomların seqreqasiyası ilə nəticələnə bilər. SAC aktivləşdirilməsi üçün mikrotübülün bağlanması müstəqil olaraq tələb olunsa da, fərqli tənzimləmə davranışlarının gərginliklə ortaya çıxdığı aydın olsa da, gərginliyin SAC -ın müstəqil tənzimləyicisi olub -olmadığı aydın deyil.

Aktivləşdirildikdən sonra mil nəzarət nöqtəsi mitotik nəzarət nöqtəsi kompleksinin fəaliyyətinin tənzimlənməsi yolu ilə anafaza təşviq edən kompleksi maneə törətməklə anafaza girişini bloklayır. Mitotik yoxlama məntəqəsi kompleksi tərəfindən APC-nin inhibə edilməsi mexanizmi yaxşı başa düşülməmişdir, baxmayaraq ki, MCC BUBR1-də KEN-box motifindən istifadə edərək APC-yə yalançı substrat kimi bağlanır. Mitotik nəzarət nöqtəsi kompleksinin aktivləşdirilməsi ilə eyni vaxtda sentromer zülalı CENP-E BUBR1-i aktivləşdirir, bu da anafazanı bloklayır. [58]

Mitotik keçid məntəqəsi kompleksinin formalaşması

Mitotik nəzarət məntəqəsi kompleksi Cdc20 ilə əlaqəli MAD2 və MAD3 ilə birlikdə BUB3-dən ibarətdir. MAD2 və MAD3, CDC20 -də fərqli bağlanma sahələrinə malikdir və APC/C -ni maneə törətmək üçün sinerjik fəaliyyət göstərir. MAD3 kompleksi, GLEBS motivi olaraq bilinən qısa xətti motiv vasitəsilə Mad3 və BUB1B -yə bağlanan BUB3 -dən ibarətdir. MM -nin formalaşması üçün yerinə yetirilməli olan qoşmaların dəqiq sırası məlum deyil. Mad2-Cdc20, BUBR1-BUB3-Cdc20 başqa bir kompleks meydana gətirdiyi kimi eyni anda bir kompleks meydana gətirə bilər və nəticədə bu iki alt kompleks birləşərək mitotik nəzarət nöqtəsi kompleksini meydana gətirir. [57] İnsan hüceyrələrində BUBR1-in CDC20-yə bağlanması üçün MAD2-nin CDC20-yə əvvəlcədən bağlanması tələb olunur, buna görə MAD2-CDC20 altkompleksinin MCC əmələ gəlməsi üçün təşəbbüskar kimi çıxış etməsi mümkündür. BUBR1-in tükənməsi Mad2-Cdc20 səviyyələrində bir qədər azalmaya səbəb olur, Mad2 isə BubR1-Bub3-ün Cdc20-yə bağlanması üçün tələb olunur. Buna baxmayaraq, BUBR1 hələ də yoxlama məntəqəsinin aktivləşdirilməsi üçün tələb olunur. [58]

MCC-nin yaranma mexanizmi aydın deyil və həm kinetoxordan asılı, həm də kinetoxordan asılı olmayan formasiya üçün rəqabət edən nəzəriyyələr mövcuddur. Kinetoxordan asılı olmayan nəzəriyyəni dəstəkləmək üçün MCC-də aşkar edilə bilər S. cerevisiae əsas kinetocore montaj zülallarının mutasiyaya uğradığı hüceyrələr və SAC-nin deaktiv edildiyi hüceyrələr kinetokor lokalizasiyası olmadan MCC-nin mitoz zamanı yığıla biləcəyini göstərir.Bir modeldə, bağlanmamış prometafaz kinetoxorları, işləyən bir SAC vasitəsi ilə APC -ni kinetoxorlara cəlb edərək APC -ni MCC inhibisyonuna 'həssaslaşdıra' bilər. Bundan əlavə, müxtəlif SAC zülallarının tükənməsi MAD2 və BUBR1 tükənmələrinin kinozorlardan asılı olmayaraq mitozun vaxtına təsir etdiyini, digər SAC zülallarının tükənməsinin mitozun müddətini dəyişdirmədən funksional olmayan bir SAC ilə nəticələndiyini ortaya çıxardı. Beləliklə, SAC-ın MAD2 və BUBR1-in birinci mərhələdə mitozun müddətini idarə etdiyi iki mərhələli bir taymer vasitəsi ilə işləməsi mümkündür, bu da bağlanmamış kinetoxorların və digər SAC zülallarının olması halında ikinci mərhələdə uzadıla bilər. [58] Bununla belə, kinetoxor-müstəqil məclisin lehinə olan dəlillər vardır. MCC hələ interfaza zamanı tapılmamışdır, halbuki MCC tərkibindəki komponentlərdən əmələ gəlmir X. laevis meiosis II, mil yığılmasının qarşısını almaq üçün nüvə və nokodazol sperma əlavə etmədən çıxarır.

MM formalaşmasının aparıcı modeli, MCC yaratmaq üçün MAD2-nin kinetoxore dinamikasından asılı olan "MAD2 şablon modelidir". MAD1, bağlanmamış kinetoxorlara lokalizasiya edərkən, MAD2 -yə güclü bağlanır. MAD2 və BubR1 -in kinetoxor üçün lokalizasiyası da Aurora B kinazdan asılı ola bilər. [60] Aurora B -yə malik olmayan hüceyrələr, xromosomlarda mikrotübül bağlanması olmadıqda belə metafazada tutula bilmir. [61] Bağlanmamış kinetoxorlar əvvəlcə MAD1-C-MAD2-p31 kometa kompleksinə bağlanır və naməlum mexanizmlər vasitəsilə p31 kometasını buraxır. Yaranan MAD-C-MAD2 kompleksi, Mad2 (O-Mad2) açıq konformatorunu kinetoxorlara cəlb edir. Bu O-Mad2, uyğunluğunu qapalı Mad2 (C-Mad2) olaraq dəyişdirir və Mad1-ə bağlanır. Bu Mad1/C-Mad2 kompleksi kinetoxorlara daha çox O-Mad2-nin cəlb edilməsinə cavabdehdir, bu da öz uyğunluğunu C-Mad2-yə dəyişdirir və avtomatik gücləndirmə reaksiyasında Cdc20-ni bağlayır. MAD1 və CDC20-nin hər ikisi oxşar MAD2 bağlayan motivə malik olduğundan, boş O-MAD2 uyğunluğu CDC20-yə bağlanarkən C-MAD2-yə dəyişir. Bu müsbət rəy döngəsi, ya MAD1 və ya CDC20 ilə əlaqəli C-MAD2 ilə bağlanan və C-MAD2 ilə daha çox O-MAD2 bağlanmasını azaldan p31 kometası tərəfindən mənfi tənzimlənir. Aşağı eukariotlarda p31 kometinin olmadığını nəzərə alsaq, əlavə nəzarət mexanizmləri də mövcud ola bilər. Beləliklə, "şablon modeli" nomenklaturası MAD1-C-MAD2-nin C-MAD2-CDC20 nüsxələrinin formalaşması üçün şablon kimi çıxış etdiyi prosesdən irəli gəlir. Cdc20 -nin bu sekvestriyası iş mili yoxlama məntəqəsinin saxlanılması üçün vacibdir. [57]

Nəzarət nöqtəsinin deaktiv edilməsi Redaktə edin

Qardaş xromatidlərin düzgün istiqamətləndirilməsindən sonra SAC-ı söndürmək üçün bir neçə mexanizm mövcuddur. Mikrotubul-kinetoxor birləşməsindən sonra, dinein-dynein motor kompleksi vasitəsilə soyma mexanizmi mili nəzarət nöqtəsi zülallarını kinetokorlardan uzaqlaşdırır. [58] MAD1, MAD2, MPS1 və CENP-F daxil olan soyulmuş zülallar daha sonra mil dirəklərinə yenidən paylanır. Soyma prosesi zədələnməmiş mikrotubul quruluşundan və mikrotubullar boyunca dineinin hərəkətliliyindən çox asılıdır. C-MAD2 müsbət əks əlaqə dövrəsinin tənzimləyicisi kimi fəaliyyət göstərməklə yanaşı, p31 kometası SAC-nin deaktivatoru kimi də çıxış edə bilər. Bağlanmamış kinetoxorlar p31 kometasını müvəqqəti olaraq inaktivləşdirir, lakin bağlanma zülalı yenidən aktivləşdirir və MAD2 aktivasiyasını, ehtimal ki, inhibitor fosforilləşmə ilə inhibə edir. SAC inaktivasiyasının digər mümkün mexanizmi, CDC20-nin qeyri-deqradativ ubiquityasiyası vasitəsilə MAD2-CDC20 kompleksinin enerjidən asılı dissosiasiyasından irəli gəlir. Əksinə, SAC-ı saxlamaq üçün de-ubiquitylating ferment protectin tələb olunur. Beləliklə, qoşulmamış kinetokorlar MAD2-CDC20 alt kompleksini onun komponentlərindən davamlı olaraq yenidən yaratmaqla nəzarət nöqtəsini saxlayır. SAC da APC aktivləşməsinə səbəb olan proteolizlə deaktiv edilə bilər. Anafaza zamanı bacı-xromatid birləşməsinin itirilməsi ilə SAC yenidən aktivləşmədiyi üçün, siklin B-nin proteolizi və CDK1-siklin-B kinazının inaktivasiyası da SAC fəaliyyətini maneə törədir. Anafaza zamanı MPS1-in pozulması baca-xromatid birləşməsinin aradan qaldırılmasından sonra SAC-ın yenidən aktivləşməsinə mane olur. Nəzarət nöqtəsinin deaktivasiyasından sonra və hüceyrə dövrünün normal anafazası zamanı MCF aktivliyinin azalması ilə anafazanı təşviq edən kompleks aktivləşir. Bu baş verdikdə, ferment kompleksi anafaza inhibitoru sekurini poliubikitinləşdirir. Metafazanın sonunda sekurinin ubiquitinasiyası və məhv edilməsi separaza adlanan aktiv proteazı buraxır. Separaz, anafazanı aktivləşdirmək üçün bacı kromatidlərini bir yerdə saxlayan birləşmə molekullarını parçalayır. [23]

SAC -in deaktivasiyası üçün yeni model S. cerevisiae: mexaniki açar Redaktə edin

Kinetoxorda sona çatan mikrotübül bağlanmasının SAC siqnalizasiyasındakı xüsusi addımları necə poza biləcəyini izah etmək üçün yeni bir mexanizm təklif edilmişdir. Qoşulmamış kinetoxorda MCC-nin əmələ gəlməsində ilk addım Spc105-in Mps1 kinazı ilə fosforlaşmasıdır. Fosforlu Spc105 daha sonra Bub1 və 3 Mad 1,2 və 3 və Cdc20 aşağı siqnal zülallarını cəlb edə bilir. Bağlanmamış kinetoxorlarda Mad1 ilə birləşmə, Mad2-ni açıq formadan (O-Mad2) qapalı bir formaya (C-Mad2) çevirən uyğun bir dəyişiklik keçirməsinə səbəb olur. və Cdc20 ətrafında bağlanmasını katalizləyir. Bu C-Mad2 və Cdc20 kompleksi, MCC, Mad1 və C-Mad2-ni kinetoxorda tərk edərək başqa bir MCC meydana gətirir. MCC -lər APC/C ilə qarşılıqlı təsirini qarşısını almaq üçün iki Cdc20 molekulunu bağlayır və bununla da SAC -ı saxlayır. [23] Mps1-in Spc105-in fosforilasiyası SAC siqnal yolunu işə salmaq üçün həm zəruri, həm də kifayətdir, lakin bu addım yalnız kinetokora mikrotubul birləşməsinin olmadığı halda baş verə bilər. Endogen Mps1-in xromosomdan uzaq olan xarici kinetoxor bölgəsində yerləşən Ndc80-in calponin-homology (CH) domeni ilə əlaqəli olduğu göstərilir. Mps1 xarici kinetoxora yerləşsə də, Ndc80-də çevik menteşə bölgələrinə görə hələ də daxili kinetoxorda lokallaşdırıla və Spc105-i fosforlaşdıra bilir. Bununla belə, mexaniki keçid modeli təklif edir ki, mikrotubulun kinetoxora son əlavəsi iki mexanizm vasitəsilə SAC-ni deaktiv edir. Əlavə edilmiş mikrotübülün olması Ndc80 CH sahəsi ilə Spc105 arasındakı məsafəni artırır. Əlavə olaraq, bağlanmış mikrotübül ətrafında bir halqa meydana gətirən 160 zülaldan ibarət olan böyük bir kompleks olan Dam1/DASH, iki zülal arasında bir maneə rolunu oynayır. Ayrılma, Mps1 və Spc105 arasındakı qarşılıqlı əlaqəni maneə törədir və beləliklə SAC siqnal yolunu maneə törədir. [62]

Bu modelin heyvanlar da daxil olmaqla daha yüksək səviyyəli orqanizmlərdə SAC tənzimləməsinə tətbiq edilmədiyini qeyd etmək vacibdir. Mexanik keçid mexanizminin əsas tərəfi odur ki S. cerevisiae kinetoxorun strukturu yalnız bir mikrotubulun bağlanmasına imkan verir. Digər tərəfdən, heyvanlardakı kinetoxorlar, çoxlu mikrotübüllər üçün bağlanma yerləri olan daha mürəkkəb ağlardır. [63] Bütün kinetoxor bağlama yerlərində mikrotübülün bağlanması SAC -ın deaktivasiyası və anafazaya keçməsi üçün lazım deyil. Buna görə, SAC inhibe edildikdə, mikrotübüllə əlaqəli və mikrotübüllə bağlanmamış vəziyyətlər heyvan kinetoxorunda bir arada mövcuddur. Bu model, bağlanmış kinetoxor ilə əlaqəli Mps1 -in bitişik olmayan kinetoxorda Spc105 fosforlaşmasını maneə törədən bir maneə daxil deyil. Bundan əlavə, maya Dam1/DASH kompleksi heyvan hüceyrələrində yoxdur.

İş mili yoxlama nöqtəsi səhv işlədikdə, bu xromosomların seqreqasiyasına, aneuploidiyasına və hətta şiş əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər. [58] Genomik bütövlüyün qorunması xüsusilə bütün xromosomların və ya onların böyük hissələrinin ümumi səviyyəsində pozulduqda transformasiya baş verir və sürətlənir. Əslində, aneuploidiya insan bərk şişlərinin ən çox görülən xüsusiyyətidir və buna görə də mil yığılma yoxlama nöqtəsi şiş əleyhinə terapiya üçün mümkün bir hədəf olaraq qəbul edilə bilər. [64] Bu, çox qiymətləndirilməyən bir həqiqətdir, çünki onkogen və ya şiş bastırıcı kimi tanınan spesifik genlərdəki mutasiyaların ilk növbədə genetik qeyri -sabitlik və şiş əmələ gəlməsinin arxasında olduğu düşünülür. Adətən hüceyrə dövründəki müxtəlif nəzarət nöqtələri, hüceyrə homeostazını qorumaq və şiş əmələ gəlməsinin qarşısını almaq üçün vacib olan çox qorunmuş lazımsız mexanizmlər vasitəsilə genom bütövlüyünə nəzarət edir. Bir neçə mil montaj nəzarət nöqtəsi zülalları, genom qeyri-sabitliyi kimi tanınan xromosom qeyri-sabitliyinin (CIN) qarşısını alan hər bir hüceyrə dövründə düzgün xromosom seqreqasiyasını təmin etmək üçün həm müsbət, həm də mənfi tənzimləyici kimi çıxış edir.

Genomik bütövlük indi bəzi şişlərin baza əvəzləmələri, daxil edilməsi və silinməsi kimi təzahür edən qeyri -sabitliyi göstərdiyi bir çox səviyyədə qiymətləndirilir, əksəriyyəti isə bütün xromosomların mənfəət və ya itkilərini göstərir. [65]

Mitotik tənzimləyici zülallardakı dəyişikliklərin aneuploidiyaya səbəb ola biləcəyi və bu, xərçəngdə tez -tez rast gəlinən bir hadisə olduğu üçün [66] əvvəlcə bu genlərin xərçəng toxumalarında mutasiya edilə biləcəyi düşünülürdü. [67]

Xərçənglərdə mutasiyaya uğramış genlər

Bəzi xərçənglərdə transformasiya ilə nəticələnən qüsurların altında yatan genlər yaxşı xarakterizə olunur. Hematoloji xərçənglərdə immunoglobulin geninin yenidən qurulması üçün lazım olan DNT fasilələrinin təbiətinə görə çoxlu miyeloma sitogenetik anomaliyaları çox yaygındır. Bununla belə, əsasən SAC-də fəaliyyət göstərən MAD2 kimi zülallardakı qüsurlar da çoxlu miyeloma ilə xarakterizə olunur. [68] Bərk şişlərin əksəriyyəti də əsasən aneuploiddir. Kolorektal xərçəng üçün BUB1 və BUBR1 və STK15-in gücləndirilməsi xərçənglə nəticələnən genomik qeyri-sabitliyə aid edilən əsas tənzimləyicilərdir. [69] Döş xərçəngində, BRCA-1 geni ilə xarakterizə olunan genetik forma, sporadik formalara nisbətən daha yüksək səviyyələrdə genomik qeyri-sabitlik nümayiş etdirir. Təcrübələr göstərdi ki, BRCA-1 sıfır siçanlar, əsas iş mili yoxlama nöqtəsi protein MAD2 ifadəsini azaldıb. [70] Digər xərçəng növləri üçün, aneuploidiyanın səbəblərini müəyyən etmək üçün daha çox iş görülməlidir.

Xərçəngdə ənənəvi olaraq SAC ilə əlaqəli olmayan digər genlər Edit

Bu zülalların fizioloji səviyyələrindəki aydın dəyişikliklər (Mad2 və ya BubR1 kimi) anevloidiya və şişlərin əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir və bu, heyvan modellərindən istifadə etməklə nümayiş etdirilmişdir. [71] [72] Ancaq son araşdırmalar, baş verənlərin daha mürəkkəb bir ssenari olduğunu göstərir: anevloloziya, yalnız toxumalarda xüsusi mitotik nəzarət nöqtəsi komponentlərinin səviyyəsində dəyişikliklər (ya azalma və ya həddindən artıq ifadə) olduqda yüksək bir şiş meydana gəlməsinə səbəb olardı. həmçinin şişlərə meylli olan digər qüsurları da induksiya edir. [73] Yəni DNT -nin zədələnməsinin artması, xromosomların yenidən qurulması və/və ya hüceyrə ölümü hallarının azalması kimi qüsurlar. Bəzi mitotik nəzarət nöqtəsi komponentləri üçün, bunların mitoz xaricindəki funksiyalarda rol oynadığı bilinir: nüvə idxalı (Mad1), transkripsiyalı repressiya (Bub3) və hüceyrə ölümü, DNT zərər reaksiyası, yaşlanma və BubR1 üçün meqakaryopoez. Bütün bunlar, şişlərin meydana gəlməsinin artmasının yalnız aneuploidiyadan başqa qüsurlarla əlaqəli olduğu qənaətini dəstəkləyir. [73]

BUB1 və ya BUBR1 kimi məlum yoxlama nöqtəsi genlərinə təsir edən xərçənglə əlaqəli mutasiyalar əslində nadirdir. Bununla birlikdə, xərçəngə yoluxmuş bir neçə zülalın yığılma şəbəkələri üçün kəsişmələri var. p53 kimi əsas şiş bastırıcılar da mili yoxlama nöqtəsində rol oynayır. İnsan xərçəngində ən çox mutasiya edilən gen olan p53 -ün olmaması, hüceyrə dövrü nəzarət nöqtələri tənzimləyicilərinə böyük təsir göstərir və keçmişdə G1 keçid məntəqəsində hərəkət etdiyi göstərilmişdi, lakin indi iş mili yoxlama məntəqəsinin tənzimlənməsində də əhəmiyyətli olduğu görünür. [74] Xərçəngin digər əsas cəhəti hüceyrə ölümünün və ya apoptozun inhibə edilməsidir. Apoptoz (IAP) ailənin inhibitoru olan Survivin, sentrosomların yaxınlığındakı mitotik milin mikrotübüllərindəki hovuzlarda və metafaza xromosomlarının kinetoxorlarında lokallaşdırılmışdır. Survivin təkcə şişin əmələ gəlməsini təşviq etmək üçün apoptozu inhibə etmir, həm də onun (eksperimental nokaut siçanları vasitəsilə) xromosom seqreqasiyasının mühüm tənzimləyicisi və daha ibtidai orqanizmlərdəki roluna bənzər gec mərhələ mitozu kimi rol oynamışdır. [75]

İş mili yoxlama məntəqəsinin kinetoxor bağlanması, mikrotübül funksiyası və bacı xromatid birləşməsi kimi digər aspektləri də qüsurlu ola bilər və aneuploidiyaya səbəb ola bilər. Xərçəng hüceyrələrinin iş mili yoxlama məntəqəsindən qaçaraq birdən çox istiqamətə bölündüyü, çoxqütblü mitozlarla nəticələndiyi müşahidə edilmişdir. [76] Çoxqütblü metafaza-anafaza keçişi, xərçəng hüceyrələrində aneuploidiyanı gücləndirən tez-tez birləşməyən hadisələrlə nəticələnən natamam bir ayırma dövrü ilə baş verir.

SAC xərçəng müalicələri

Bu sahədəki irəliləyişlər, mili montaj qüsurlarına yönəlmiş bəzi müalicələrin inkişafına səbəb oldu. Vinca alkaloidləri və taksanlar kimi köhnə müalicələr, SAC -ı hüceyrəni həbs edən və nəticədə ölümünə səbəb olan mikrotübül dinamikasının pozulması ilə mitotik mil meydana gəlməsini müşayiət edən mikrotübülləri hədəf alır. [77] taxol və Docetaxel hər ikisi hələ də döş xərçəngi, yumurtalıq xərçəngi və digər epitelial xərçəng növlərinin müalicəsində istifadə olunur. Bununla birlikdə, bu müalicə üsulları tez -tez yüksək yan təsirləri və dərman müqaviməti ilə xarakterizə olunur.

SAC -ı təsir edən tənzimləyicilər şəbəkəsindəki digər hədəflər də aurora kinaz zülallarına doğru yönəlmişdir. [78] Kinaz geni Aurora A, amplifikasiya edildikdə, anafazanın anormal başlamasına və sonrakı aneuploidiyasına və həmçinin TAKSOL -a qarşı müqavimətinə səbəb olan SAC -ı əvəz edən onkogen rolunu oynayır. [79] Maraqlıdır ki, Aurora A-nın kiçik molekul inhibitoru in vivo modeldə antitümör təsir göstərmişdir ki, bu, sonrakı klinik inkişaf üçün yaxşı bir hədəf ola bilər. [80] Klinik inkişafda olan Aurora B inhibitorları mikrotubullara anormal kinetoxora gətirib çıxarır və mitotik nəzarət nöqtəsini də ləğv edir. [78] Survivin həm də klinik terapevtik inkişaf üçün cəlbedici molekulyar hədəfdir, çünki o, çoxlu yollarda əsas düyün rolunu oynayır, bunlardan biri də mil əmələ gəlməsi və nəzarət nöqtəsinə nəzarətdir. [81] Hətta digər yanaşmalar, KSP kimi mitotik motor zülallarının inhibə edilməsinə də nəzər saldı. Bu yaxınlarda klinik sınaqlara girən bu inhibitorlar, mitotik tutmaya səbəb olur və iş mili yoxlama məntəqəsinə girərək apoptoza səbəb olur. [82] [3]


Zülalların bölünməsi - Biologiya

Çoxhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrələrin nəzarətsiz çoxalmasının qarşısını almaq üçün hüceyrə bölünməsi sıx şəkildə tənzimlənir. Eukaryotik hüceyrələrin çoxu yalnız mitogenlərin iştirakı ilə bölünür. Mitogenlər, hüceyrələri bölmək qərarına gəldikləri nöqtədə olan G1 -də Başlanğıc hüceyrələrini tetikler. Biokimyəvi olaraq, Başlanğıc, DNA replikasiyasını başlatan G1/S siklin-CDK və S siklin-CDK-lərin aktivasiyası ilə qeyd olunur. G1 siklinləri (siklin D), G1/S və S siklinlərinin ifadəsini işə salmaqla və G1/S siklin-CDK komplekslərindən zülalları aradan qaldırmaqla Starta daxil olmağı tənzimləyir. DNT-nin zədələnməsi də G1/S-CDK komplekslərinin aktivləşdirilməsini maneə törətməklə hüceyrə siklini maneə törədir.

Xülasə

  • Hüceyrə bölünməsi öhdəliyi G1/S siklin-CDK aktivləşdirildikdə Başlanğıcda baş verir.
  • G1/S siklinlərinin ifadəsi pRB zülalları ilə birlikdə E2F zülalları tərəfindən tənzimlənir.
  • Mitogenlər G1 siklinlərinin miqdarını artıraraq hüceyrə bölünməsini stimullaşdırdılar.
  • G1 siklin-CDK, G1/S siklinin transkripsiyasını artıraraq və G1/S siklin-CDK inhibitorunu aradan qaldıraraq aktiv G1/S siklin-CDK-na gətirib çıxarır.
  • DNT zədələnməsi G1/S siklin-CDK-nı inhibə edən zülalların miqdarını artıran P53-ün aktivləşməsinə səbəb olur.

Giriş

Başlanğıc, G1 -də hüceyrələrin bölünməyə qərar verdikləri nöqtəni təmsil edir. Nəticə etibarilə, hüceyrələr Başlanğıcdan sonrakı inkişafı intensiv şəkildə tənzimləyir. Maya kimi təkhüceyrəli orqanizmlərdə Start-a daxil olmaq adətən qida maddələrinin mövcudluğu ilə bağlıdır. Qida maddələrinin adətən bol olduğu heyvanlarda Start mitogenlər adlanan hüceyrədənkənar siqnallar və DNT zədəsinin olmaması ilə tənzimlənir. Başlanğıc, G1/S siklin-CDK-larının aktivləşdirilməsi ilə qeyd olunur. Başlamadan əvvəl G1/S siklinlərinin ifadəsi artır və G1/S siklin-CDK-ların aktivləşdirilməsini maneə törədən zülallar çıxarılır.

G1/S siklinlərinin transkripsiya tənzimlənməsi

E2F zülal ailəsi G1/S siklinlərinin ifrazını tənzimləyir. Ailənin tərkibində G1/S siklinin (E2F1, E2F2, E2F3) transkripsiyasını aktivləşdirən zülallar və G1/S siklinin (E2F4, E2F5) transkripsiyasını basdıran zülallar var. G1/S siklin aktivatorlarının və ya inhibitorlarının aktiv olub-olmaması zülalların pRB ailəsindən asılıdır. pRB zülalları E2F zülallarına bağlanır və onların fəaliyyətinə nəzarət edir. pRB transkripsiya aktivatorlarının (E2F1, E2F2, E2F3) fəaliyyətini bağlayır və inhibə edir, digər pRB ailə üzvləri P107 və p130 isə E2F4 və E2F5 ilə corepressorlar kimi fəaliyyət göstərir. Buna görə də, pRB zülalları ifadə edildikdə, məsələn G0 -da G1/S siklinlərinin transkripsiyası basdırılır. Əhəmiyyətli olan, pRB zülallarının aktivliyi olmayan hüceyrələr çox vaxt hüceyrə dövründən çıxa bilmir və nəzarətsiz çoxalır. Bir çox insan xərçəngi pRB genlərində mutasiyalar ehtiva edir.

Mitogenlər Hüceyrə Döngüsünü Necə stimullaşdırır

Mitojenlər olmadıqda, əksər hüceyrələr G1/S siklinlərinin ifadəsini maneə törədən pRB zülallarının olması səbəbindən G0-da mövcuddur. Mitogenlər, onları E2F zülallarından ayıran pRB zülallarının fosforlaşmasına səbəb olur. E2F4 və E2F5 p107 və p130 -a bağlı olmadıqda, transkripsiyanın daha az effektiv inaktivatorlarıdır. E2F1-3 pRB-yə bağlı olmadıqda, G1/S siklin transkripsiyasının təcrübəli aktivatorları olurlar. pRB zülalları siklinD-CDK4 və siklinD-CDK6 kompleksləri ilə fosforlaşdırılır. Siklin D, G1 siklindir və mitogenlərin iştirakı ilə ifadəsi artır.

Mitogenlər və G1 siklinlərinin ifadəsi

Mitogenlər klassik tirozin kinaz yolu ilə hərəkət edirlər. Mitogenlərin reseptorları mitogenlərə bağlandıqda aktiv olur və sitoplazmik sahələrdə bir -birini fosforilləşdirir. Fosforlaşdırılmış sahələr Ras-GTP miqdarını artıran Ras üçün guanin nukleotid mübadilə faktoru tərəfindən tanınır. Ras-GTP, erkən cavab genlərinin ifadəsini açan son kinaz fosforlaşdıran transkripsiya faktorları ilə bir MAP kinaz yolunu aktivləşdirir. Erkən cavab genlərinə FOS və MYC daxildir. Fos və Myc zülalları G1 siklinlərinin (siklin D) ifrazını aktivləşdirən ayrı komplekslər əmələ gətirir.

Cyclin D-CDK-ların tənzimlənməsi

Siklin D-nin artan ifadəsi, aktiv siklin D-CDK yaratmaq üçün kifayət deyil. Ink4 zülalları siklin D-CDK-yə bağlanır və aktivliyini maneə törədir. Miz1 transkripsiya zülalının iştirakı ilə Ink4-ün ifadəsi artır. Hüceyrələr TGFβ-1 kimi anti-mitogen faktorları bağladıqda Miz1 səviyyələri yüksəlir. Mitojenlərin iştirakı ilə Myc Miz1-i təsirsiz hala gətirir, Ink4 zülallarının ifadəsini azaldır. Ink4 səviyyəsi aşağı düşdükcə aktiv siklin D-CDK miqdarı artır. Ink4 -ün hüceyrə dövrünün tənzimlənməsindəki əhəmiyyəti, bir çox xərçəngin pankreas xərçənginin 80% -i də daxil olmaqla, INK4 genlərində mutasiyaların olması ilə əlaqədardır.

Hüceyrələrin siklin D-CDK fəaliyyətini tənzimləyən ikinci bir mexanizm zülal lokalizasiyasıdır. Siklin D-CDK-nın əksər hədəfləri nüvədə yerləşdiyinə görə hüceyrələr siklin D-CDK-nın təsirini sitoplazma ilə məhdudlaşdıraraq maneə törədə bilər. Glikogen sintaza kinaz siklin D-CDK-nı fosforlaşdırır və onun nüvəyə daxil olmasının qarşısını alır.Tirozin kinaz yolu ilə hərəkət edən mitogenlər (yuxarıda təsvir edilən MAP kinaz yolundan fərqlidir) glikogen sintaza kinazının fəaliyyətini maneə törədir, siklin D-CDK-nın nüvəyə daxil olmasına və hədəf zülallarını fosforilləşdirməyə imkan verir.

CDK inhibitor zülalları

Qeyd edildiyi kimi, siklin D-CDK siklin E-nin transkripsiyasını artırmaqla G1/S siklin-CDK-nın aktivliyini artırır, lakin siklin D-CDK siklin E-CDK-nı başqa mexanizmlə də aktivləşdirir. Cyclin E-CDK, onların fəaliyyətini maneə törədən P27 və P21 zülalları dəsti ilə bağlanır. Cyclin D-CDK, P27 və P21 üçün siklin E-CDK ilə rəqabət aparır. Maraqlıdır ki, P27 və P21 siklin E-CDK-nın fəaliyyətini maneə törətsələr də, siklin D-CDK-nın aktivliyini artırırlar. Siklin D-CDK konsentrasiyası artdıqca, daha çox P27 və P21 siklin E-CDK-dən çıxarılır və bu da siklin E-CDK aktivliyinin artmasına səbəb olur. INK4 kimi, bir sıra xərçənglərdə P27 və P21 kodlayan genlərdə mutasiyalar var. Nəhayət, aktiv siklin D-CDK miqdarı kifayət qədər aktiv siklin E-CDK istehsal etmək üçün kifayət qədər səviyyəyə yüksəlir ki, hüceyrələr Starta daxil olur və hüceyrə bölünməsi prosesinə başlayır.

DNT Zədələnmə Nəzarəti

Hüceyrə dövrünün ən kritik nəzarət nöqtələrindən biri DNT zədələnməsidir, çünki sabitləşdirilməmiş zədə DNT replikasiyası zamanı mutasiyalara səbəb ola bilər və hüceyrə davranışında potensial dəyişikliklərə səbəb ola bilər. P53, hüceyrənin DNT zədələnməsinə reaksiyasının əsas oyunçularından biridir. P53, DNT zədəsini tapan və izləyən zülallar tərəfindən aktivləşdirilir və P53, transkripsiya aktivatoru olaraq, hüceyrə dövrünü maneə törədən genlərin ifadəsini aktivləşdirir (məsələn, P27, P21). Bəzi hallarda P53 hüceyrələrin apoptoza məruz qalmasına səbəb olur.

DNT zədələnməməsi halında, P53 səviyyələri Mdm2 proteini ilə aşağı səviyyədə saxlanılır. Mdm2, P53 -ün hər yerdə mövcudluğunu kataliz edir və onu pozulma üçün işarələyir. Mdm2, P53 -də transkripsiya aktivləşdirmə sahəsini də bağlayır və inhibə edir. DNT zədələnməsi Mdm2-ni fosforilləşdirən bir sıra kinazları aktivləşdirir və onun P53-dən ayrılmasına səbəb olur. Mdm2 -dən azad olan P53 artıq tənəzzülə uğramır və konsentrasiyası artır. Bundan əlavə, onun transkripsiya aktivləşdirmə domeninə məruz qalır.

Hüceyrələr həmçinin zülalların lokalizasiyası vasitəsilə P53 fəaliyyətini tənzimləyir. DNT zədəsi olmadıqda P53 monomerdir. Monomerik formada P53 nüvə ixrac ardıcıllığını ifşa edir. Bu, nüvəyə daxil olan hər hansı P53-ün sürətlə ixrac edilməsinə səbəb olur. P53 transkripsiya aktivatoru kimi fəaliyyət göstərdiyi üçün sitoplazmada impotentdir. DNT zədələnməsi P53-də onun tetramerə yığılmasına səbəb olan uyğunlaşma dəyişikliyinə səbəb olur. Tetramerik formada nüvə ixrac ardıcıllığı gizlidir, buna görə nüvəyə daxil olan P53 ixrac edilmir.

P53-ü aktivləşdirməklə yanaşı, DNT zədələnməsi də Cdc25-i təsirsiz hala gətirərək hüceyrə dövrünə mane olur. Cdc25, CDK'ların ATP bağlayıcı cibindəki inhibitor fosfat qrupunu çıxaran fosfatazdır. Cdc25-in aktivləşməsinin, hüceyrə dövrünün növbəti mərhələsinə başlayaraq, siklin-CDK-ı aktivləşdirən tətik olduğu düşünülür. DNT ilə aktivləşdirilən kinazalar fosforilat Cdc25 -ə zərər verir, Cdc25 -i hər yerdə və pozulmaq üçün hədəf alır.

Hüceyrə böyüməsinin tənzimlənməsi

Zülallar hüceyrənin böyük hissəsini təşkil etdiyi üçün hüceyrələrin böyümə sürəti əsasən protein sintezi sürəti ilə müəyyən edilir. Zülal sintezinin sürəti sürət və ya ribosom sintezi və tərcümənin başlama sürəti ilə idarə olunur. TOR hüceyrələrdə böyümə sürətlərinin əsas tənzimləyicisi hesab olunur, çünki ribosom zülallarının və RNT-lərin ifadəsini artıraraq ribosom istehsalının sürətini artırır və başlanğıcın inhibəsini aradan qaldıraraq tərcümənin başlama sürətini artırır.

Artım amilləri (mitogenlərdən fərqli) TOR-un fəaliyyətini stimullaşdırır. İnsülinə bənzər böyümə faktoru (IGF) ən yaxşı başa düşülən böyümə faktorlarından biridir və tirozin kinaz yolu ilə TOR-u aktivləşdirir. IGF reseptoru, plazma membranının daxili vərəqəsində fosfatidilinositol 3-fosfat (PIP3) yaması yaradan fosfatidilinositol kinazı aktivləşdirir. PIP3, Rheb üçün GTPase aktivləşdirici proteini (GAP) inhibe edən kinazları işə götürür və aktivləşdirir. Rheb-GTP səviyyələri artdıqca TOR-u aktivləşdirir və protein sintezini artırır.

Hüceyrə böyüməsi və bölünməsinin koordinasiyası

Tək hüceyrəli orqanizmlərin əksəriyyətində, hüceyrələr müəyyən bir ölçüyə çatdıqdan sonra bölündükcə hüceyrə böyüməsi və hüceyrə bölünməsi əlaqələndirilir. Memeli hüceyrələrindəki hüceyrə böyüməsi ilə bölünməsi arasındakı əlaqə daha mürəkkəbdir, çünki hüceyrə böyüməsi bəzi hüceyrələrdə hüceyrə bölünməsini tənzimləyir (fibroblastlar), lakin digər hüceyrələrə (əzələ, neyronlar) təsir göstərmir. Kiçik fibroblastlar G1-də daha böyük fibroblastlara nisbətən daha uzun qalır, bu da bölünmədən əvvəl onların minimal ölçüyə çatması lazım olduğunu göstərir. Əksinə, əzələ hüceyrələri hüceyrə bölünmədən çox böyük ölçülərə qədər böyüyə bilər.

Hüceyrə böyüməsi və hüceyrə bölünməsinin əlaqələndirilməsi mitogenin və böyümə faktorunun siqnal yollarının tellərindən asılıdır. Bəzi hüceyrələrdə mitogenlər və ya böyümə faktorları həm hüceyrə artımını, həm də hüceyrə bölünməsini aktivləşdirir və bu da böyümə faktoru ilə mitogen siqnal yolları arasında bir çarpazlıq olduğunu göstərir. Digər hüceyrələrdə böyümə faktoru və mitogen siqnal yolları müstəqil fəaliyyət göstərir, çünki böyümə faktorları hüceyrə bölünməsini stimullaşdırmır və mitogenlər hüceyrə böyüməsini stimullaşdırmır.


Hüceyrə bölünməsinin səbəbləri və ya başlanğıcı

Hüceyrə bölünməsi, tək & lsquoparent & rsquo hüceyrədən yeni & lsquodaughter & rsquo hüceyrələrinin yaradılmasıdır. Həyat dövrünün müəyyən bir nöqtəsində bütün hüceyrələr bölünəcək və yeni hüceyrələr orijinal hüceyrə ilə tamamilə eyni ola bilər və ya eyni materialın yarısını paylaşa bilər. Bəzi hüceyrələr ömrü boyu yalnız bir dəfə, digərləri isə davamlı olaraq bölünür. Bədəndəki hüceyrələrin bölünməsinin və ya kopyalanmasının bir neçə səbəbi var: hüceyrələr qalıcı olmur və nəhayət köhnəlir, zədələnmiş toxumaları təmir edir və bədən böyüdükcə yeni hüceyrələrə ehtiyac duyur. Bu, hüceyrə bölgüsünün lazım olmasının səbəbini izah edərkən, bölünmə tam olaraq nədən və ya nədən başlanır?

Hüceyrə bölünməsi təsadüfi baş vermir. Hüceyrə ətraf mühitin şərtlərinə və genetik koduna görə bölünəcəkdir. Hüceyrələr ya bədəndən, ya da digər hüceyrələrdən, demək olar ki, zəncirvari reaksiya kimi bölünməyə başlamağa səbəb olacaq hüceyrədənkənar kimyəvi siqnallar alır. Bu siqnalları almadan əvvəl bölünmənin meydana gəldiyi hüceyrə dövrünün mərhələsi bloklanır. Bu kimyəvi siqnallara mitogenlər deyilir və birdən çox növü var.

Hüceyrələr, ilk növbədə böyümə faktorlarının olması səbəbindən bölünməyə səbəb olur. Hüceyrə membranının səthində bu xüsusi tənzimləyici zülallar üçün müxtəlif reseptor sahələri vardır. Reseptor sahəsi zülalla (böyümə faktorları) dolduqda, hüceyrə daxilində zülalları aktivləşdirən və hüceyrə bölünmə prosesinə başlayan bir siqnal tetikler. Vücudda bir çox fərqli hüceyrə növünün bölünməsini stimullaşdıran bu tip təxminən əlli fərqli zülal var.

Digər hüceyrələr də yaxınlıqdakı hüceyrələrin bölünməyə başlamasına səbəb olacaq kimyəvi birləşmələr buraxa bilər. Bunlara misal olaraq sinir və immun sisteminin müəyyən hüceyrələrində istehsal oluna bilən molekullar olan sitokinləri göstərmək olar. Hüceyrələrarası əlaqə üçün hüceyrələr tərəfindən istifadə edilən siqnal molekulları kateqoriyasındakı bir nümunədir.

Toyuq hüceyrələri üzərində aparılan araşdırmalarda, trombin maddəsinin hüceyrə bölünməsinə səbəb olduğu göstərilmişdir. Bu kimyəvi bədəndə müxtəlif proseslərdə mövcuddur və yuxarıda qeyd olunan iki mitogenə bənzər hüceyrə membranı ilə təmasda olduqda hüceyrə bölünməsinə başlaya bilər.

Hüceyrələr müxtəlif səbəblər nəticəsində bölünür, lakin bölünmənin dəqiq səbəbi hüceyrədənkənar mayedə kimyəvi birləşmələrin və mdash zülallarının və molekulların olmasının nəticəsidir. Bu maddələr hüceyrə membranı ilə təmasda olur və hüceyrəni bölünməyə başlayır. Ya bədənin başqa bir hissəsi, ya da ətrafdakı hüceyrələr tərəfindən istehsal olunur. Nəticə odur ki, məruz qalan hüceyrələr hüceyrə dövrünün bir hissəsini başlatacaq və bu, onlara "qızın" hüceyrələrini bölməyə və yaratmağa imkan verir.


Hissə 2: Dynein Motility Mexanizmi

00:00:15.09 Salam.
00: 00: 16.17 Mən UCSF -dən Ron Valeəm.
00:00:18.24 iBiology söhbətimin birinci hissəsində,
00: 00: 20.20 Bioloji hərəkətliliyi təqdim etdim
00: 00: 23.14 və mexanizmlərə diqqət yetirdim
00:00:25.05 kinesin və miyozin,
00: 00: 26.13 və bu söhbətdə
00: 00: 27.25 Müzakirə etmək istərdim
00: 00: 29.08 daha yeni araşdırmamız
00: 00: 30.26 dynein hərəkətliliyinin mexanizmi haqqında.
00: 00: 33.29 İndi, bu il, 2015,
00:00:37.18 birinci ildönümüdür
00: 00: 39.12 dynein kəşfi,
00:00:40.29 Ian Gibbons tərəfindən hazırlanmışdır,
00: 00: 43.12 və Ian təsvir etdi
00: 00: 45.11 yeni bir ATPase növü
00: 00: 47.13 cilia
00: 00: 49.07, hərəkətliliyini gücləndirməklə məşğul idi.
00:00:53.13 İndi, dynein kəşf edilmiş olsa da
00:00:55.21 kinesindən iyirmi il əvvəl,
00: 00: 57.25 kinesin hərəkətliliyi haqqında daha çox şey bilirik
00: 01: 00.22, dynein'in necə işlədiyini bilirik.
00: 01: 03.16 Bunun səbəbi də budur
00:01:06.13 dynein inanılmaz dərəcədə mürəkkəb bir maşındır.
00: 01: 08.23 Hər şeydən əvvəl
00:01:10.15 bu, böyük bir protein kompleksidir,
00: 01: 11.29 hüceyrədəki ən böyüklərdən biridir.
00: 01: 14.11 Təxminən bir yarım megaDaltons
00:01:16.22 ölçüdə.
00:01:17.28 Hətta kodlaşdıran gen
00: 01: 20.18 motor polipeptidi
00: 01: 22.20 çox böyükdür.
00:01:24.25 Motor polipeptidi
00:01:26.01 təxminən 500 kiloDalton ölçüsündədir,
00:01:29.02 buna görə də ən böyük polipeptidlərdən biridir
00:01:30.18 genomda.
00: 01: 32.03 Hətta motor sahəsinin özü
00:01:34.12 kütləvi, burada göstərilir.
00:01:36.16 Təxminən səkkiz dəfə böyükdür
00:01:38.13 kinesin motor sahəsindən daha.
00: 01: 40.20 Sadəcə bu motora görə
00:01:42.08 çox böyük və mürəkkəb idi,
00: 01: 44.14 oxumağı çətinləşdirdi.
00:01:46.15 Bunu ifadə etmək çətin oldu
00: 01: 48.29 və təmiz protein əldə edin,
00: 01: 51.07 manipulyasiya etmək çətindir
00: 01: 53.10 rekombinant protein üsulları ilə,
00:01:56.01 və həmçinin bir quruluş əldə etmək üçün qeyri-trivial
00: 01: 59.05 X-ray kristalloqrafiyası ilə.
00: 02: 01.01 Beləliklə, bunların hamısı çətinliklər yaratdı.
00:02:04.18 Və 2007-ci ildə
00: 02: 06.17 Əslində bir iBiologiya söhbəti etdim,
00:02:08.25 arxivdə tapa biləcəyiniz,
00: 02: 11.02 və o anda
00:02:12.26 biz ilk növbədə təhsil alırdıq
00: 02: 15.02 maya dineininin tək molekul hərəkətliliyi,
00: 02: 18.25 amma çox az şey bilirdik
00:02:20.25 dyneinin quruluşu haqqında
00:02:22.18 hər hansı bir detalda.
00: 02: 24.28 Yaxşı, çox şey dəyişdi
00:02:26.19 Aradan keçən illərdə
00:02:29.06 və mən bu gün sizinlə paylaşmaq istəyirəm
00:02:31.21 əldə edilmiş son irəliləyiş
00: 02: 33.28 dynein quruluşunda,
00: 02: 36.19 və indi dynein üçün atom quruluşumuz var
00: 02: 38.25 və əldə etməyə başlayırıq
00: 02: 40.15 bu motorun necə işlədiyinə dair bəzi fikirlər.
00:02:44.09 Beləliklə, ilk növbədə,
00: 02: 45.14 İcazə verin, sizə dininlərin müxtəlif növlərindən danışım.
00: 02: 48.17 Dininin əsas sinfi
00:02:50.12 aksonemal dininlərdir.
00:02:52.07 Bunlar güc verən dininlərdir
00:02:54.04 kirpiklərin hərəkəti,
00:02:56.04 onlar da hərəkətə güc verirlər
00:02:58.21 spermadan flagella, məsələn,
00: 03: 01.16 və bu yalnız memarlığın nə olduğunu göstərir
00:03:03.17 aksonemin görünüşü.
00: 03: 05.27 ibarətdir
00:03:09.14 Doqquz qeyri-adi mikrotubul növü
00: 03: 11.13 xarici dublet mikrotübüllər adlanır,
00: 03: 15.04 və burada xüsusi bir quruluşa sahibdirlər.
00:03:18.16 Və bu xarici cüt mikrotubullarda
00:03:21.20 dynein molekulunu oturur.
00:03:23.03 Əslində iki müxtəlif növ dinin var
00: 03: 25.03 - bir xarici qol dynein var
00: 03: 26.08 və daxili qol dynein -
00: 03: 28.07 və statik olaraq otururlar
00: 03: 31.02, xarici dubletlərdən birində,
00: 03: 33.16 A borusu,
00:03:35.23 və sonra onlar çatırlar
00: 03: 37.03 qonşu B borucuğuna
00: 03: 39.15 və nisbi sürüşməyə səbəb olur
00:03:41.21 bu bitişik mikrotubullar arasında.
00: 03: 44.20 İndi bu sürüşmə hərəkəti
00: 03: 46.11 iki mikrotübül
00: 03: 49.01 cilia
00: 03: 50.27 bu sinusoidal çevrilir
00: 03: 52.27 döyüntü nümunəsi
00: 03: 54.14 hələ də davam edən bir proses
00: 03: 56.10 çox zəif başa düşülür.
00: 03: 59.00 İndi bu aksonemal dyneinlərə əlavə olaraq
00: 04: 01.12 sitoplazmik dineinlər var
00: 04: 02.27 daha çox yük daşıyan mühərriklərdir.
00: 04: 06.15 Beləliklə, bunlardan biri
00:04:07.28 sitoplazmik dynein 2-dir
00: 04: 09.11 və məsuliyyət daşıyır
Xüsusi yük daşımaları üçün 00: 04: 10.21
00: 04: 12.24 əslində cilia və flagella içərisində meydana gələn,
00: 04: 16.15 və nəqliyyatdan məsuldur.
00: 04: 19.01 ilk növbədə inşaat blokları
00:04:21.00 yuxarı və aşağı
00: 04: 23.10 cilia və flagella üçün,
00:04:24.23 və həmçinin bəzi növ siqnal molekulları
00: 04: 26.20 cilia da mövcuddur,
00:04:29.05 və onlar insan alverinə məruz qalırlar
00: 04: 31.27 motor zülalları tərəfindən də.
00: 04: 34.09 Bu nəyin görüntüsünü göstərir
00: 04: 36.13 yük daşımaları belə görünür
00: 04: 38.29 intraflagellar nəqliyyat necə görünür,
00:04:40.13 floresan etiketləmə ilə
00: 04: 42.06 bu yük bölmələrindən biri.
00: 04: 43.29 İndi kinesin mühərriki
00: 04: 46.15 yükü ucuna qədər daşıyır,
00: 04: 48.17 artı sona qədər,
00:04:50.00 lakin dininlər mənfi son istiqamətli mühərriklərdir,
00:04:51.19 və buna görə də dinin
00: 04: 55.08 yükü əks istiqamətə daşıyır,
00: 04: 56.24 ucundan hüceyrə bədəninə doğru.
00: 04: 59.02 İndi sitoplazmik bir dinein 1 də var,
00: 05: 01.24 və bu məsuliyyət daşıyır
00: 05: 03.09 demək olar ki, bütün yük daşımaları üçün
Hüceyrələrin sitoplazmasında meydana gələn 00: 05: 05.00
00:05:08.06 mənfi sonuna doğru.
00:05:10.01 Beləliklə, kinesinlər,
00:05:11.23 İlk mühazirədən xatırladığınız kimi,
00: 05: 13.03 hər şeyi müsbət tərəfə aparın,
00: 05: 14.22 və bu bir növ sitoplazmik dinein
00: 05: 16.08 həyata keçirir
00: 05: 17.28 demək olar ki, bütün istiqamətlər əks istiqamətdədir.
00: 05: 20.18 eksi sona doğru.
00:05:21.27 Beləliklə, daşınan şeylər
00: 05: 23.12 membranlar daxildir,
00: 05: 24.29 mRNA,
00: 05: 26.14 protein kompleksləri daşınır,
00: 05: 28.02 viruslar kimi.
00:05:29.16 Burada yalnız bir nümunə var, burada,
00:05:32.08 melanosit hüceyrəsidir.
00: 05: 33.27 Bu bir dəri hüceyrəsidir
Piqmentləri daşıyan 00: 05: 35.21
00: 05: 37.25 melanosomlardır,
00: 05: 39.27 və bəzi orqanizmlərdə
00: 05: 41.22 amfibiyalar və balıqlar kimi
00:05:43.23 paylamanı dəyişə bilərlər
00:05:45.07 onların melanosomları,
00:05:47.14 belə ki, onlar xaricə paylandıqda
00: 05: 50.11 dəri rəngi qaranlıqdır,
00:05:52.18 içəriyə doğru hərəkət etdikdə
00: 05: 54.07 dəri rəngi daha açıq olur,
00: 05: 55.14 və bu nəqliyyat
00: 05: 57.11 mərkəzə doğru
Burada gördüyünüz 00: 05: 58.20
00:05:59.27 sitoplazmik dinein tərəfindən idarə olunur.
00:06:02.12 İndi, ilk iBiology müzakirəsində,
00: 06: 04.29 Mən sizə dedim ki, miyozin və kinesin əslində
00:06:08.17 bir-birinə nisbətən oxşardır.
00: 06: 11.12 Quruluşa görə oxşardırlar
00: 06: 12.27 və aydın şəkildə inkişaf etdilər,
00: 06: 14.11 təkamül içində bir müddət,
00:06:16.11 ortaq əcdaddan.
00:06:18.28 Lakin kinesin və dynein olsa da
00: 06: 22.02 hər ikisi mikrotübüllərdə işləyir,
00:06:24.05 onlar bir-biri ilə heç də əlaqəli deyillər.
00: 06: 26.03 Əslində, sülalələr
00: 06: 27.27 tamamilə ortaya çıxdı
00: 06: 29.29 ATPazaların fərqli təkamül xətti
00: 06: 32.18 və ATPazalar qrupuna aiddir
00:06:34.26 AAA ATPazları adlanır.
00:06:38.15 Və əslində dynein
00: 06: 40.11 olduqca qeyri -adi bir üzvdür
00:06:41.27 bu AAA ATPase ailəsi.
00: 06: 44.01 Çoxu ənənəvi mühərrik deyil
00: 06: 46.00 baxımından düşündüyünüz
00:06:47.16 yol boyunca hərəkət etmək.
00: 06: 49.05 Bunun əvəzinə ATP enerjisindən istifadə edirlər
00: 06: 51.24 mexaniki iş istehsal etmək
00:06:54.03 Zülal kimi molekullarda
00: 06: 56.00 əsasən onları parçalamaq üçün
00: 06: 57.27 və onları açın.
00: 06: 59.13 Beləliklə, bir nümunə
00: 07: 01.16, bakterial və eukaryotik proteolizdə meydana gəlir
00: 07: 06.05, AAA ATPazlarının olmasıdır
00:07:09.07 yuxarıda oturan
Proteolitik kameranın 00: 07: 11.07
00:07:12.15 və onların işi gələn polipeptid almaqdır
00: 07: 15.19 və əsasən açın
00:07:17.10 və bu dəlikdən doldurun
00:07:19.24 proteolitik kameraya
00: 07: 21.28 ki, polipeptid parçalana bilsin.
00:07:25.20 Beləliklə, sizə deyim
00: 07: 27.04 bir neçə şey var
00: 07: 29.00 daha universaldır
00:07:30.13 bu AAA ATPazları haqqında.
00: 07: 32.12 Əvvəla, əksər AAA ATPazaları
00:07:36.16 nisbətən kiçik bir zülal kodlayır
00: 07: 39.06 iki sahəyə malikdir,
00: 07: 40.13 böyük bir sahə və kiçik bir sahə.
00:07:43.11 Bu, əsas ATP bağlama vahididir,
00: 07: 46.12 ancaq bu tək alt bölmə
00: 07: 47.25 funksional element deyil
00: 07: 49.17 bu zülalların necə işlədiyini.
00:07:51.22 Öz-özünə yığılırlar,
00: 07: 53.23 bir hexamerə oliqomerləşir,
00:07:55.10 və aktiv agent olan bu hexamerdir.
00:07:59.06 Və əslində
00:08:01.10 bitişik alt bölmələr bir-birinə kömək edir
00:08:03.01 ATP-ni hidroliz etmək,
00:08:05.02 və son nümunədə halqaya bənzər bir quruluş
00: 08: 08.09 əslində polipeptidi açan şeydir
00:08:11.14 və polipeptidi doldurur
00: 08: 13.19 burada gördüyünüz bu kameraya.
00:08:15.27 İndi yenidən dinləyin
00:08:17.11 əslində qeyri-adidir
00:08:19.06 edir
00:08:21.15 AAA ATPase halqası,
00: 08: 24.05 lakin bunu yerləşdirərək edir
00: 08: 26.11 bütün AAA domenləri
00:08:28.01 bir çox, çox uzun
00:08:29.29 polipeptid zənciri.
00: 08: 31.22 Və bu yalnız motor sahəsinin quruluşunu göstərir
00:08:35.06 dinin
00: 08: 36.26 və mövqeləri göstərir
Altı AAA domenindən 00: 08: 38.18.
00: 08: 41.05 Və bir polipeptiddə olduqları üçün,
00: 08: 44.15 Hər biri fərqli amin turşusu ardıcıllığını inkişaf etdirdi
Zamanla 00: 08: 46.26
00: 08: 48.10 və fərqli funksiyaları inkişaf etdirdi.
00:08:50.00 Beləliklə, AAA1, məsələn,
00:08:53.05 dyneinin əsas ATPase yeridir,
00: 08: 55.22 buna görə həqiqətən məsuliyyət daşıyan budur
00: 08: 57.20 sürücülük motilliyi üçün, daha sonra göstərəcəyəm.
00:09:00.08 AAA2 ATP-ni bağlayır,
00:09:02.09 lakin belə görünmür.
00:09:05.14 onu siklik və ya hidrolitik şəkildə bağlayın.
00:09:08.18 AAA3 də mühüm rol oynayır
00: 09: 10.22 sonra geri qayıdacağam
00: 09: 12.08 və bir mexanizm ola bilər
00:09:13.26 tənzimləyən dinein.
00: 09: 15.14 AAA4 də [ATP] ni hidroliz edir,
00: 09: 18.03 amma çox kiçik bir rol oynadığı görünür
00: 09: 20.23 dynein hərəkətliliyində
00:09:22.06 və tamamilə başa düşmədiyimiz biri.
00:09:25.07 Beləliklə, indi bu mövzuya müraciət etmək istərdim
00:09:27.05 dineinin mikrotubul boyunca necə hərəkət edə biləcəyi,
00:09:30.17 və bu problemin həllində
00: 09: 32.22 bunun öhdəsindən gəlmək lazımdır
00:09:34.24 müxtəlif növ texnikalardan istifadə etməklə
00: 09: 36.19 tamamlayıcıdır.
00:09:38.04 Beləliklə, bir yanaşma ölçməkdir
00:09:40.09 dyneinin hərəkətliliyi,
00:09:41.20 xüsusilə tək molekul səviyyəsində,
00:09:43.24 və bu sizə hər cür məlumat verir
00: 09: 45.25 dynein dinamikası haqqında
00:09:47.10 və onun mikrotubul yolu boyunca necə addımladığı.
00: 09: 50.13 Ancaq nisbətən aşağı qətnamə məlumatıdır,
00:09:53.26 başqa sözlə, həqiqətən görə bilməz
00:09:55.28 zülal quruluşu
00:09:57.12 və nə edir.
00: 09: 58.22 Digər tərəfdən,
00:10:00.12 X-ray kristalloqrafiyası edə bilərik
00: 10: 01.28 və ya elektron mikroskopiya edin
00:10:04.27 və bunlar daha yüksək qətnamə məlumat verir,
00:10:07.14 hətta atom detalına qədər,
00: 10: 09.08 amma bunlar statik görüntülərdir,
00:10:11.00 bilirsiniz,
00:10:12.18 zülalın vaxtında donduğunu görürük
00:10:14.11 və o, məlumat vermir
00:10:16.02 dinamikada.
00: 10: 17.13 Beləliklə, birtəhər parçalanaq
00:10:19.21 bu problemin cavabı,
00: 10: 20.28 hər iki texnikanın məlumatlarından istifadə etmək lazımdır
00:10:23.03 və bir model hazırlamağa çalışın
00: 10: 25.03 dynein necə işləyə bilər.
00:10:28.05 Beləliklə, əvvəlcə sizə danışım
00: 10: 30.04 in vitro hərəkətlilik təhlilləri.
00: 10: 32.02 Bu, in vitro hərəkətlilik analizini göstərir
00:10:33.29 maya sitoplazmik dinein üçün,
00: 10: 35.26 burada dinini etiketlədik
00:10:37.14 florofor ilə,
00:10:38.29 və siz görə bilərsiniz
00: 10: 40.13 bu fərdi dinein molekulları
00:10:41.29 gözəl hərəkət edir
00:10:43.19 bu mikrotubul yolları boyunca.
00: 10: 45.02 Bu prosesli bir hərəkətdir,
00: 10: 46.29 mənasında dynein bir çox addım ata bilər
00: 10: 48.23 mikrotübül yolu boyunca
00: 10: 50.00 buraxmadan.
00:10:53.03 İndi biz də edə bilərik
00: 10: 56.05 bu hərəkətliliyi ölçün
00:10:57.14 daha dəqiqliklə
00: 10: 59.09 hesablama metodundan istifadə etsək.
00:11:02.01 Əsasən, bu fərdi ləkələrin hər biri,
00: 11: 05.15 gördüyünüz dinenin floresan ləkələri.
00:11:08.24 mikroskopdan keçərkən,
00:11:10.25 işıq yayılır
00:11:13.28 nöqtə yayılma funksiyası kimi tanınana,
00: 11: 16.12 belə görünür.
00:11:18.12 bu tək flüoroforlar
00:11:20.22 diametri var
Təxminən 250 nanometrdən 00: 11: 22.05.
00: 11: 24.08 Ancaq kifayət qədər foton toplasanız,
00: 11: 26.21 bu floresanı təsvir edə bilərsiniz,
00:11:28.29 floresan intensivliyi profilini yayan,
00: 11: 33.22 və bu intensivlik profilinə uyğun ola bilərsiniz
00:11:35.22 Qauss əyrisi ilə,
00:11:37.20 və həmin Qauss əyrisinin mərkəzi
00: 11: 39.14 orta nöqtənin növünü təyin edir
00: 11: 41.08, floresan ləkənin olduğu yer.
00:11:44.15 İndi ardıcıl olaraq götürə bilərsiniz
00: 11: 46.29 mikrotübül boyunca hərəkət edən dynein anları
00:11:49.18 və hər anlıq görüntüdə
00: 11: 51.10 o mərkəzin mövqeyini qeyd edə bilərsiniz,
00: 11: 54.19 və bütün bu fərdi nöqtələr budur
00: 11: 58.01 burada, məlumat nöqtələri,
00: 11: 59.16 və bu bir kinesin molekulu üçündür,
00: 12: 01.16 ancaq burada görə bilərsiniz,
00:12:03.19 motor zülalı
00:12:05.05 yolda olduqca sabit idi
00:12:07.07 və sonra irəli atıldı,
00: 12: 09.26 beləliklə irəliyə doğru kəskin bir addım atdı
00: 12: 12.25 mikrotübül yolu boyunca,
00: 12: 14.21 və bu cür mexanizm
00:12:16.04 əldə etməyə imkan verir
00:12:18.20 çoxlu məlumat
00: 12: 20.10, motorun addımlama davranışı haqqında
Mikrotübül üzərində 00: 12: 22.06.
00:12:24.08 Və deməliyəm ki, bu ümumi üsul
00: 12: 25.24 ilk dəfə hazırlanmışdır
00:12:27.28 Ahmet Yıldız və Paul Selvin tərəfindən.
00:12:31.22 Beləliklə, əvvəlcə sizə təsvir edim
00: 12: 33.28 kinesin yol boyunca necə addımlayır
00: 12: 36.18 dynein ilə müqayisə üçün.
00:12:37.25 Beləliklə, kinesin həmişə gəzir
00: 12: 39.16 bu əl-ələ vermə üsulu ilə,
00: 12: 41.25 burada ön motor sahəsi.
00: 12: 44.24 bu iki motor sahəsi eynidir.
00: 12: 46.24, lakin ön tərəf uyğun bir dəyişikliyə məruz qalır
00: 12: 49.18 və bu yerdəyişməyə səbəb olur
Tərəfdaş rəhbərinin 00:12:52.10
00:12:54.02 arxa saytdan irəli sahəyə.
00:12:58.00 Və bu necə kinesin
00:12:59.21 uzun məsafələr üçün gəzinti
00:13:01.12 bu cür çox müntəzəm təhvil-təslim qaydasında
00:13:06.16 bir tubulin alt bölməsindən addım atdığı yer
00: 13: 08.18 digərinə.
00:13:09.26 Və hətta bunu görə bilərsiniz
00:13:11.15 iki başı etiketləsək
00: 13: 14.22 iki fərqli floresan boyası ilə.
00: 13: 17.10 Beləliklə, iki başı qeyd etdik
00:13:19.06 qırmızı və mavi rənglə
00: 13: 21.19 və indi plan qururuq
00:13:23.28 bu başların mövqeyi
00:13:25.07 addım atarkən,
00: 13: 26.28 və burada görə bilərsiniz, məsələn,
00:13:28.26 bu çərçivədə burada,
00:13:30.24 qırmızı baş mavi başın qarşısındadır,
00:13:33.00 bu diaqram kimi,
00: 13: 35.03 amma sonra mavi baş
00:13:36.28 qırmızı başın üstündən sıçrayışlar
00:13:38.29 və indi qırmızı baş
00:13:41.04 mavi başın üstündən sıçrayışlar,
00: 13: 42.29 və s.
00: 13: 44.17 və bu iki başın necə olduğunu görə bilərsiniz
00: 13: 46.07 mövqe dəyişir
00: 13: 47.29 müntəzəm, növbə ilə.
00: 13: 50.21 İndi, dynein addımlayır
00: 13: 52.10 buna bənzəmir
00: 13: 54.26 buna bənzər bir təcrübə
00:13:57.16 iki dinin başını qeyd etmək
00: 13: 59.09 iki fərqli boya rəngində
00:14:02.08 Ahmet Yıldız tərəfindən edildi
00: 14: 04.11 və Sam Reck-Peterson.
00:14:05.23 Həm Ahmet, həm də Sam laboratoriyada postdoc idi,
00: 14: 08.03 amma burada sizə göstərdiyim əsər
00:14:09.18 müstəqil laboratoriyalarında edildi
00:14:14.11 Berkeley və Harvardda.
00: 14: 16.17 Beləliklə, burada görə biləcəyiniz şeylər
00: 14: 18.09, mövqeyə baxsaq
Mavi başın 00: 14: 20.02, burada,
1 nömrəli addımda 00:14:22.10,
00: 14: 24.11 irəliyə doğru böyük bir addım atıldı,
00: 14: 27.17 ancaq 2 nömrəli addımda,
00: 14: 29.27 addım atan tərəfdaş yerinə,
00:14:32.04 eyni baş indi
00:14:34.04 daha bir addım atdı
00: 14: 35.19 mikrotübül boyunca.
00: 14: 37.06 Bu, 2 nömrəli addımdır.
00: 14: 39.08 Və nəhayət,
00:14:40.20 arxa baş, 3 nömrəli addımda,
00: 14: 42.23 tutmağa başlayır,
00: 14: 44.11 amma mavi başı keçmir.
00: 14: 45.26 Və indi 4 nömrəli addımda
00: 14: 47.16 mavi baş
00: 14: 49.02 yenə də irəli bir addım atır.
00: 14: 51.05 Beləliklə, bundan nə görə bilərsiniz
00:14:52.26 bu dinindir
00: 14: 54.23, bir düym qurd nümunəsi nümayiş etdirir,
00: 14: 57.04 burada iki baş
00:14:59.01 ön və arxa mövqelərini qoruya bilər
00: 15: 01.25 və hər ikisi birlikdə irəliyə addımlayır.
00: 15: 04.08 Və ikincisi
00: 15: 06.19 iki baş mütləq deyil
00: 15: 08.06, addım atma vaxtında rol mübadiləsi.
00:15:11.25 Burada, məsələn,
00:15:13.06 mavi baş iki ardıcıl addım atdı
Qırmızı baş bir addım atmadan 00: 15: 15.01.
00: 15: 17.14 Deməli, bu sadəcə çoxdur
00: 15: 19.14 fərqli növ hərəkətlilik,
00: 15: 20.27 nizamsız hərəkətlilik
00: 15: 22.21 kinesində yoxdur.
00: 15: 24.22 Ayrıca, dynein ala bilər
00: 15: 27.03 çox fərqli ölçülü addımlar,
00: 15: 29.06, məsələn, burada,
00: 15: 30.16 burada dinenin çox böyük bir addımı var
00:15:32.17 irəli,
00: 15: 35.16 amma buradakı addımlar daha kiçikdir,
00:15:37.10 belə ki, dyneinin addım ölçüsü
00:15:39.06 kinesin kimi müntəzəm deyil.
00:15:41.17 Bundan əlavə, bu izə baxsanız,
00:15:43.17 Dynain zaman çox olur
00: 15: 45.17 əslində geriyə addım atır
00:15:47.25 irəli bir addım atmazdan əvvəl,
00: 15: 49.14 və bu geriyə addımlar
00:15:51.08 dynein üçün olduqca tez-tez olur
00:15:52.27 və kinesin üçün çox nadir hallarda görülür,
00:15:55.11 xüsusilə kinesin varsa
00: 15: 57.14 yükə qarşı işləməyə çalışmır.
00: 15: 59.29 Beləliklə, icazə verin nəzərdən keçirim
00:16:01.14 sizə indicə söylədiyim şeylər.
00: 16: 02.21 Kinesin çox nizamlı bir addım ölçüsünə malikdir,
00:16:05.10 bu məsafədir
00: 16: 06.21 mikrotübül yolundakı alt vahidlər arasında,
00:16:09.03 daha çox dəyişən.
00: 16: 10.24 Kinesin bu əldən-ələ addım atır.
00: 16: 14.28 Dynein bunu da nümayiş etdirə bilər,
00: 16: 16.02, həm də sərgilənir
00: 16: 17.18 bu düyün qurdu nümunəsi.
00: 16: 20.00 İki kinesin başı növbə ilə hərəkət edir
00: 16: 21.23, bu, dinein ilə mütləq doğru deyil.
00:16:25.03 Kinesin üçün geri addımlar nadir olsa da,
00:16:27.22 Mən sizə göstərdiyim kimi onlar olduqca tez-tez olurlar
00:16:29.14 dinein molekulu üçün.
00: 16: 31.13 Beləliklə, indi davam etmək istərdim
00:16:33.11 və müzakirə edin:
00:16:34.17 Bu necə dindir
00: 16: 36.12 bu addımları mikrotübül yolu boyunca edə bilərmi?
00: 16: 38.20 Bu hərəkatın struktur əsası nədir?
00:16:42.02 Yaxşı, ilk böyük irəliləyiş
00:16:44.22 bu problemdə
00: 16: 46.13 pionerlikdən gəldi
00:16:48.03 elektron mikroskopiya tədqiqatları
00: 16: 49.23 tərəfindən Stan Burgess,
00: 16: 51.25 və bu görüntüləri göstərir
00:16:53.14 onlar dineindən aldılar
00: 16: 55.04 iki fərqli nukleotid vəziyyətində,
00:16:56.19 və bu EM-lərdən (elektron mikroqraflar)
00:16:58.10 görə bilərsiniz, məsələn,
00: 16: 59.23 bu AAA ATPase domenlərinin halqası,
00: 17: 02.10 ancaq bir neçə əlavəni də görə bilərsiniz.
00:17:04.17 Biri uzun sapdır
00: 17: 06.29 ki, dinindən çıxır
00: 17: 08.11 ən ucunda aparır
00: 17: 09.28 mikrotübül bağlama sahəsinə,
00: 17: 12.00 və başqa bir əlavə var
00:17:13.17 ki, burada da görə bilərsiniz.
00: 17: 14.21 Bu, adlandırdıqları bir şeydir
00: 17: 16.11 bağlayıcı.
00: 17: 17.20 Rinqdə bir növ oturan bir şeydir
00:17:21.04 və sonra rinqdən çıxır.
00: 17: 23.15 Və gördükləri şey
00:17:24.25 bu iki fərqli nukleotid uyğunlaşmasında
00: 17: 27.13, bağlayıcının mövqeyidir
00: 17: 29.27 halqa və sapa nisbətən
00:17:33.05 dəyişə bilər.
00: 17: 34.22 Beləliklə, burada oturur.
00: 17: 37.02 rinqdən çıxır
00: 17: 39.01 sapdan uzaqda
00: 17: 40.23 və burada bir araya gəlirlər.
00: 17: 43.04 Və düşündülər ki, bağlayıcının bu hərəkəti
00: 17: 46.09 bir növ qolu kimi hərəkət edə bilər
00: 17: 48.11 və ya mexaniki bir element
00:17:50.13 miyozin qoluna bənzər,
00: 17: 53.29 təklif etdikləri budur
00:17:55.18 bağlayıcının hərəkətidir
Rinqə nisbətən 00: 17: 58.21
00: 18: 00.24 yarada bilər
00: 18: 03.05 mikrotübül üzərində bir qüvvə
00: 18: 05.00 sürüşməsinə səbəb olacaq
00: 18: 07.21 və buna daha sonra qayıdacağam.
00:18:10.06 Beləliklə, əlbəttə
00: 18: 12.26 dynein haqqında daha yüksək qətnamə məlumatı almalı olduq
00: 18: 15.27 və bu rentgen kristalloqrafiyasından alınmalı idi.
00: 18: 19.28 və olduqca mübarizə idi
00: 18: 22.07, dininin kristal quruluşunu əldə edin
00:18:25.06 və əslində laboratoriyamız
00:18:27.00 ilk kristal quruluşu əldə edə bildi
00:18:29.09 2011-ci ildə nukleotidsiz vəziyyətdə dineinin,
00: 18: 33.27 ancaq az sonra
00:18:35.13 bir dəstə başqa
00:18:37.15 Dineinin nukleotid konformasiyası
00:18:39.20 bildirildi.
00:18:41.20 Beləliklə, Kon qrupu və həmkarları
00: 18: 44.00 Yaponiyadan
00: 18: 46.19 çox gözəl bir quruluş bildirdi
00:18:48.00 ADP ilə Dictotelium sitoplazmik dynein,
00:18:52.12 və son bir-iki ildə
00: 18: 55.21 laboratoriyamızda dinein quruluşu var
00:18:57.18 AMPPNP adlı ATP analoqu ilə,
00: 19: 03.00 və Andrew Carter laboratoriyası
00: 19: 04.11 bir quruluş əldə edə bildi
00: 19: 06.13 ADP-vanadate ilə,
00: 19: 07.14, ADP-Pi vəziyyətini təqlid edə bilər.
00: 19: 10.09 Və nə etmək istərdik
00: 19: 12.02 gördüyünüzə bənzəyir
00:19:14.00 atın bu görüntüsündə burada,
00:19:16.00 burada müxtəlif anlıq görüntüləri görə bilərsiniz
Atın 00: 19: 17.25
00: 19: 19.06 bir qaçış icra edərkən alındı
00:19:21.29 və bu müxtəlif anlıq görüntülərdən
00:19:23.14 fərqli uyğunluqları görə bilərsiniz
00:19:25.12 at
00:19:26.21 və birlikdə parçalamağa başlayın
00: 19: 27.29 bu at necə
00: 19: 29.28 hərəkətliliyi həyata keçirə bilir,
00:19:33.08 və eyni prinsiplə
00: 19: 34.21 Dynine -dən bu anlardan istifadə etməyə çalışırıq
00: 19: 36.19 anlamaq üçün
00: 19: 38.06 konformasiyasını necə dəyişir
00:19:39.20 hərəkəti yerinə yetirmək üçün.
00:19:41.19 Beləliklə, indi sizə vermək istərdim
00:19:43.22 öyrəndiklərimizə bir növ tur
00:19:46.12 kristal strukturlar haqqında,
00: 19: 47.27 yalnız laboratoriyamızdan deyil, bütün kristal quruluşlardan
00:19:50.05 sahədən çıxanlar.
00: 19: 52.23 Hər şeydən əvvəl, burada yalnız bir dinein görüntüsü var
00:19:54.24 kinesin ilə müqayisədə,
00:19:56.07 və siz dineinin nə qədər böyük olduğunu görə bilərsiniz
00:19:58.19 kinesinlə müqayisədə
00:20:00.10 və nə qədər mürəkkəbdir
00: 20: 02.11 motor sahəsidir.
00:20:06.24 Və burada müxtəlif AAA domenlərinin mövqeyi var
00: 20: 10.25 əvvəl sizə göstərdim
00:20:12.15 bu xətti diaqramda,
00:20:13.26 lakin onlar necə xəritəsini verirlər
00:20:15.19 dynein motor zülalında,
00: 20: 17.11 və hamısı eyni rəngdə kodlanmışdır
00:20:19.28 Bu xətti diaqramda gördüyünüz, burada.
00: 20: 23.28 Beləliklə, diqqətimi çəkəcəyəm
00:20:25.29 bir neçə vacib komponent.
00:20:27.16 belə ki, birincisi AAA1-dir.
00: 20: 29.24 Deməli, bu yenə
00:20:31.14 əsas hidrolitik sahə.
00:20:32.17 AAA1-də mutasiya etsəniz,
00:20:34.15 dynein hərəkətliliyini tamamilə yox edirsiniz,
00:20:36.28 və maraqlısı bu AAA1
00: 20: 39.08 əslində bölgədir
00:20:41.08 mikrotubuldan ən uzaqdadır.
00: 20: 44.08 İndi, digər sahə mən.
00:20:46.17 Qeyd etdiyim AAA alt bölməsi
00: 20: 48.05 vacib olan AAA3,
00:20:50.00 və bu onun buradakı mövqeyidir.
00: 20: 52.22 Daha əvvəl dediyim kimi, ATP -ni də hidroliz edir
00: 20: 55.00 və əhəmiyyətli bir rol oynayır
00:20:56.20 mexanizmdə,
00: 20: 58.06 və bunun necə işlədiyini daha sonra bu söhbətdə izah edəcəyəm.
00:21:02.19 ancaq AAA3 ilə ATP hidrolizinin qarşısını alsanız,
00:21:05.23 dynein tamamilə hərəkətsiz deyil,
00: 21: 08.19 ancaq hərəkət sürəti gedir
00:21:11.06 bir hidroliz mutantı ilə aşağı.
00:21:14.26 Beləliklə, indi burada
00: 21: 16.23 bağlayıcının atom qətnamə görüntüsü
00: 21: 18.23 Daha əvvəl mexaniki element kimi təsvir etdiyim
00: 21: 21.16 və burada göstərilir
Ring boyunca uzanan 00: 21: 23.20.
00: 21: 26.14 Budur mikrotübül bağlayıcı sahə
00: 21: 28.29 bu kiçik bir sahədir
00:21:30.23 mikrotubulla qarşılıqlı əlaqədə olan,
00: 21: 32.12 və halqa ilə mikrotübül bağlama sahəsi arasında
00: 21: 35.15 bu iki qıvrımlı yuvarlaqdır.
00: 21: 38.12 Birinə sap deyilir,
00:21:41.06 lakin dayaq adlanan ikinci qıvrımlı rulon var,
00: 21: 44.14 əslində ringdən uzanır
00: 21: 46.20 və sapı ilə əhəmiyyətli bir əlaqə qurur
00:21:49.24 bir saniyədə təsvir edəcəyəm.
00:21:53.11 Beləliklə, maraqlı şeylərdən biri
00:21:54.27 bu quruluşdan bilmək istədiyimiz
00: 21: 57.15 necə məlumatdır,
00: 21: 59.10 və ya uyğun dəyişikliklər,
00: 22: 01.06 yayılır
00:22:03.11 dynein funksiyasının müxtəlif aspektlərinə nəzarət etmək,
00:22:06.17 və bu, dynein üçün xüsusilə maraqlı bir sualdır
00:22:10.02 çünki ATP bağlandıqda bunu bilirik
00: 22: 13.01 burada bu molekulun ən üstündə
00: 22: 15.23 uyğunlaşma dəyişikliyi verməlidir
00:22:18.12 mikrotubula bağlayan sahəyə qədər,
00: 22: 23.02 əslində bu mikrotübül bağlama sahəsinə səbəb olur
00: 22: 25.26 mikrotübüldən azad olun
00: 22: 27.23 yol boyunca irəliləyə bilər.
00:22:30.14 Beləliklə, bu yayılma necə baş verir
00: 22: 32.25 maraqlı bir sualdır
00:22:34.11 xüsusilə bu uzun məsafədə
Təxminən 25 nanometrdən 00: 22: 36.02.
00:22:38.11 ATP bağlanmasını da bilirik
00: 22: 41.10 da ötürülməlidir
00: 22: 43.12 konformasiyanı bir şəkildə dəyişdirmək üçün
00:22:45.25 bağlayıcının bu sonu
00: 22: 47.29 ringdə yerləşəcək.
00: 22: 50.25 Beləliklə, indi sizinlə bölüşmək istərdim
00:22:53.23 necə düşündüyümüzlə bağlı bəzi fikirlər
00:22:55.07 Bu uzun müddətli konformasiya dəyişikliyi işləyir,
00: 22: 58.00 bu yeni rentgen quruluşları toplusuna əsaslanır
00:23:00.23 əldə edilmişdir.
00:23:02.20 Beləliklə, ilk növbədə,
00: 23: 04.20 İcazə verin sizə əlimizdə olan bir ipucu verim
00: 23: 06.22 ilk rentgen kristal quruluşumuzdan
00: 23: 08.26 nukleotidsiz vəziyyətdə,
00: 23: 11.10 və bu yalnız AAA üzüyünü göstərir,
00: 23: 13.15 yalnız böyük sahələrə diqqət yetirir.
00: 23: 17.09 Və burada diqqət çəkən bir şey
00: 23: 19.08 bu halqanın simmetrik olmamasıdır.
00:23:21.01 çox asimmetrik bir quruluşdur
00:23:23.08 və bu halqada bir neçə boşluq var
00:23:25.05 burada AAA domenləri bir-birindən daha uzaqdır.
00:23:29.24 Və AAA1 və AAA2 arasındakı bu boşluq
00:23:32.26 xüsusilə maraqlı idi
00:23:34.23 və həm də təəccüblü,
00: 23: 36.10 çünki bu bölgədir
00:23:38.03 burada ATP bağlanır
00:23:40.07 və hərəkətliliyi təmin edir,
00: 23: 42.04 amma digər AAA zülallarından bilirik,
00:23:46.16 ATPazlar,
00: 23: 48.17, ATP -nin hidrolizi üçün,
00: 23: 51.06 bu iki domen, AAA1 və AAA2,
00: 23: 53.26 birlikdə yaxınlaşmalıdır
00: 23: 56.08 çünki qalıqlar var
00: 23: 57.29 hidrolizə kömək edir
00: 23: 59.12 həm AAA2, həm də AAA1 -dən.
00: 24: 01.19 Beləliklə, spekulyasiya etdik.
00:24:03.22 Baxmayaraq ki, burada sadəcə bir nukleotid dövlətimiz var idi,
00: 24: 06.01 ki, dynein hərəkətliliyində nə ola bilər
00: 24: 08.15 nukleotidsiz vəziyyətdədir
00: 24: 10.09 böyük bir boşluq var,
00: 24: 11.18 lakin ATP bu boşluğu bağladıqda,
00:24:14.12 və bu bağlanma sonra yayılır
00: 24: 16.25 ring ətrafında uyğun bir dəyişiklik
00:24:20.03 mikrotubula bağlayan sahəyə ötürülür
00: 24: 23.04 və eyni zamanda bağlayıcıya təbliğ olunur
Bağlayıcının uyğunluğunu dəyişdirmək üçün 00: 24: 28.07,
00: 24: 31.01, hamısı ATP -nin bağlanması ilə başladı
00: 24: 35.09 və bu boşluğun bağlanması.
00: 24: 37.29 Beləliklə, sizə bu ümumi fikirlərin olduğunu göstərəcəyəm
00: 24: 39.26 doğru görünür,
00: 24: 42.09 və burada gördükləriniz
00:24:44.03 bir morfdur,
00: 24: 45.23 buna görə yavaş -yavaş gedəcəyik
00:24:47.25 bir kristal quruluşdan getmək,
00: 24: 49.24 olan ADP quruluşudur
00: 24: 52.26, Kon et al laboratoriyasından
00:24:55.23 başqa bir kristal quruluşa,
00:24:58.00 ADP-vanadadır,
00:24:59.24 daha çox ATP vəziyyətinə bənzəyir.
00: 25: 01.18 Deməli, bu uyğunlaşma dəyişikliyidir
00: 25: 03.05, ehtimal ki, ADP ilə baş verir
00: 25: 06.06 ATP ilə dəyişdirilir
AAA1 -də 00: 25: 08.07.
00:25:10.04 Beləliklə, ATP AAA1-ə bağlandıqda,
00: 25: 14.17 uyğun bir dəyişiklik görəcəksiniz
00:25:17.07 və bu videoda mən xüsusilə diqqət yetirəcəyəm
00: 25: 19.10 bu qıvrımlı rulonlarda,
00: 25: 21.07 və uyğunlaşma dəyişikliyi
00: 25: 23.06 AAA1 -dən yayıla bilər
00:25:25.09 mikrotubula qədər.
00: 25: 27.16 Beləliklə, film budur.
00:25:29.08 Bütün üzüyü formada təhrif etdiyini görə bilərsiniz,
00: 25: 32.22 və burada baş verənlərə baxsanız,
00: 25: 35.16 bu narıncı rəngli kəmər, dayaq,
00: 25: 37.12 sapdan çıxarılır,
00: 25: 40.21 sapda gərginlik yaradır,
00:25:43.00 burada,
00:25:44.22 və bu maraqlı bir şey edir
00: 25: 46.12 Sapı meydana gətirən iki sarmala.
00:25:49.05 Sürüşmə hərəkətinin baş verməsinə səbəb olur
00: 25: 53.03 belə ki, iki heliks
00: 25: 55.08 bir -birinə nisbətən qısa bir məsafə hərəkət edə bilər,
00: 25: 59.08 ancaq sürüşmə hərəkəti
00: 26: 01.12, coil-coil boyunca yayılır.
00: 26: 04.13 mikrotübül bağlama sahəsinə qədər,
00: 26: 06.24 və incə bir dəyişikliyə səbəb olur
00: 26: 08.22 mikrotübül bağlayıcı domen quruluşunda
00: 26: 11.03 mikrotübüllərə olan yaxınlığını dəyişir.
00:26:13.08 Və əslində bu cür mexanizm
00: 26: 15.19 uzun illər əvvəl fərziyyə edildi
00: 26: 17.11 tərəfindən Ian. 2005-ci ildə
00: 26: 19.23, Ian Gibbons və həmkarları tərəfindən,
00: 26: 21.22 və indi görünür
00: 26: 23.28 Bunun yaxşı struktur sübutları
00: 26: 25.22 və digər sübut növləri
00: 26: 28.00 digər laboratoriyalar tərəfindən alındı,
00: 26: 31.11 Kon və Sutoh daxil olmaqla.
00:26:34.13 Beləliklə, mən də istəyirəm
00:26:37.10 eyni morfa diqqət yetirin
00: 26: 39.03 bu iki nukleotid vəziyyəti arasında,
00:26:40.17 lakin əlaqələndiriciyə istinadla.
00: 26: 42.07 Və ATP -nin AAA1 -ə bağlandığını görəcəksiniz.
00: 26: 46.14 AAA alt bölmələrində dəyişikliyi görəcəksiniz,
00:26:49.27 və indi bu bağlayıcıda baş verənlərə diqqət yetirəcəyik,
00: 26: 52.29 və bu böyük uyğunlaşma dəyişikliyinə məruz qaldığını görə bilərsiniz,
00: 26: 55.29 Düz bir vəziyyətdən təsirli şəkildə gedir
00: 26: 58.15.
00: 27: 00.23 Beləliklə, bu söhbətin əvvəlində,
00: 27: 02.08 Tək molekullu hərəkətlilik tədqiqatlarını təsvir etdim
Məlumat verən 00: 27: 04.14
00: 27: 06.08, dynein motorunun necə addımladığı haqqında
00: 27: 08.00 mikrotübül yolu boyunca
00: 27: 09.12 və sonra rentgen kristalloqrafiyasını təsvir etdim
00: 27: 11.08 və EM tədqiqatları
00:27:12.25 məlumat verir
00: 27: 14.18 uyğunluq dəyişiklikləri haqqında
00:27:16.09 dynein motor domenində meydana gələn,
00:27:18.03 və indi nə etmək istərdim
00:27:19.22 hər iki məlumat parçasını birlikdə sintez etməkdir
00: 27: 23.05 -də dynein necə olduğunu izah edən bir model
00: 27: 26.00 mikrotübül boyunca hərəkət edə bilir.
00:27:28.28 Və bu model təqdim olunur
00: 27: 30.20 bir heyvan şəklində
00: 27: 32.20 bu Graham Johnson tərəfindən hazırlanmışdır.
00: 27: 34.22 Bu cizgi modelinin bir çox hissəsi
00: 27: 37.18 hazırda spekulyativdir
00: 27: 39.22 və şübhəsiz ki,
00: 27: 41.20, dynein haqqında daha çox məlumat əldə etdikcə,
00:27:43.14 bu model illər ərzində dəyişəcək.
00: 27: 47.06 Amma hələlik faydalıdır
00:27:49.05 toplanmış məlumatların sintezi yolu kimi
00:27:52.26 dynein üzrə bir çox müxtəlif laboratoriyalar tərəfindən,
00: 27: 55.16 və həmçinin modellər yaratmaq
00: 27: 57.13 dynein motility üçün
00:27:59.04 gələcəkdə sınaqdan keçirilə bilər
00:28:00.27 təcrübə ilə.
00: 28: 03.03 Buna görə əvvəlcə sizə göstərim
00:28:04.10 bu filmdə nə görəcəyiniz.
00: 28: 06.08 Burada gördüyünüz bu görüntü
00: 28: 08.04 dynein dimer
00: 28: 09.12 rentgen kristalloqrafik məlumatlarından əldə edilir.
00: 28: 13.29 Ancaq çox şey bilmirik
00: 28: 15.23 iki dynein motor sahəsinin necə olduğu haqqında
00:28:17.21 bir-birinə bağlıdır
00:28:19.25 və ya necə qoşulduqları
00:28:21.17, məsələn, membran yükünə.
00:28:23.28 Beləliklə, dynein molekulunun bu hissəsi
00:28:26.17 daha stilistik və sadədir
00: 28: 28.07 çünki bu struktur məlumatımız yoxdur
00:28:30.19 indi.
00: 28: 32.12 İndi bu filmi oynamağa başlayanda,
00: 28: 33.27, dinenin irəli -geri cingildədiyini görə bilərsiniz.
00:28:36.18 Bu titrəmə buna görədir
00: 28: 39.13 Braun hərəkəti,
00:28:41.04 idarə olunur. istiliklə idarə olunur
00:28:43.16 su molekullarının dineinlə toqquşması,
00: 28: 46.03 əslində bu Brownian hərəkəti
00: 28: 47.22, ehtimal ki, daha güclüdür
00: 28: 49.23, bu animasiyada burada göstərildiyindən daha çox.
00: 28: 51.27 Burada dinenin fərqli hissələri var.
00: 28: 53.19 İşdə ATPase üzüyü,
00:28:55.14 üzüyü birləşdirən sap
00: 28: 57.10 mikrotübül bağlama sahəsinə.
00:28:59.01 Burada, tünd mavi rəngdə,
00:29:01.00 bu, dyneinin güclü bağlanma vəziyyətidir.
00: 29: 03.05 Keçidini görəcəksiniz
00: 29: 05.07 açıq mavi rəng
00: 29: 07.23 keçid keçirəndə
00:29:09.18 zəif bağlama uyğunluğuna.
00: 29: 12.02 Uyğunlaşma dəyişikliklərini görəcəksiniz
00: 29: 13.29 bağlayıcıda baş verir
Artıq təsvir etdiyim 00: 29: 15.16
00: 29: 17.04 və bu keçid göstəriləcək
Rəng dəyişikliyindən 00: 29: 18.24
00:29:21.10 bu sarı vəziyyətdən qırmızı vəziyyətə.
00: 29: 26.22 Və mikrotübül bağlama sahəsi olduqda
00:29:28.18 ayrılıb
00: 29: 30.00 bunun da cingildədiyini görəcəksiniz,
00:29:31.22 təsadüfi olaraq irəli və geri hərəkət etmək növü
00:29:33.10 mikrotubul boyunca.
00:29:34.26 Bu yenə də Brownian hərəkəti ilə bağlıdır
00:29:38.07 və bu, yəqin ki, bu mikrotubula bağlama sahəsinə kömək edir
00:29:41.06 yeni bağlama saytları üçün axtarış həyata keçirin
00:29:43.21 mikrotubul şəbəkəsi boyunca.
00: 29: 46.09 Elə isə bu filmə başlayaq
00: 29: 48.19 və dynenin necə addım atdığına baxın
00:29:50.21 mikrotubul boyunca.
00:29:52.05 Mən sizə ilk addımı göstərəcəyəm
00:29:53.20 və sonra biz onu daha ətraflı təhlil edəcəyik
00:29:55.23 ikinci addımda.
00: 29: 57.15 Beləliklə, burada bu aparıcı baş
00: 29: 59.14 irəli bir addım atır,
00:30:01.06 ətrafında fırlanır
00: 30: 02.18 və indi mikrotübül bağlama sahəsinə yenidən yığılır.
00: 30: 05.24 İndi arxa başın bir addım atdığını görəcəksiniz.
00: 30: 08.05 İrəli bir addım atdı
00: 30: 09.20 və bu bağlayıcını görə bilərsiniz
00: 30: 11.11 uyğun bir dəyişiklik keçir
00: 30: 13.06 bu sarı vəziyyətdən bu qırmızı vəziyyətə,
00: 30: 16.22 və bu uyğunluq dəyişikliyi
00:30:19.22 müşayiət olunur, düşünürük,
00: 30: 22.23 potensial olaraq, halqanın fırlanması ilə,
00: 30: 26.11 və halqanın bu fırlanması
00:30:28.19 sapın bucağını dəyişə bilər,
00: 30: 31.12 və mikrotübül bağlama sahəsini göstərir
00: 30: 35.00 mikrotübül yolunda irəli,
00:30:37.12 sonra bu mikrotubula bağlama sahəsinə icazə verir
00: 30: 39.26, bir tubulin alt hissəsinə yenidən bağlanmaq üçün
00:30:42.27 mikrotubulun mənfi ucuna doğru.
00: 30: 45.25 Beləliklə, bu növbəti addımda görəcəksiniz.
00:30:48.07 Yenidən qurulacaq,
00: 30: 50.05 tam orada,
00: 30: 52.12 və bir dəfə geri qayıdır
00:30:54.19 ilə müşayiət olunur, inanırıq,
00: 30: 56.23 ATP hidrolizi
00: 30: 58.13 və AAA1 -dən fosfat salınması,
00: 31: 01.21 və fosfat salınması
00: 31: 03.24 bu uyğunlaşma dəyişikliyinə səbəb olur,
00:31:05.19 yenidən bağlayıcıdan
00: 31: 07.17 bu əyilmiş qırmızı vəziyyətdən
00: 31: 10.08 bu düz sarı vəziyyətə,
00: 31: 12.06 və bu uyğun dəyişiklik,
00: 31: 13.29 biz də düşünürük ki,
00: 31: 15.08 yükdə bir römork istehsal edə bilər
00:31:17.22 yükü yol boyu irəli aparır.
00: 31: 20.12 Beləliklə, indi baxaq
00: 31: 23.02 bu uyğunluq dəyişiklikləri yenidən,
Bu ardıcıllıqla 00: 31: 25.17,
00: 31: 27.03 və fərqli dinein növlərini də görəcəksiniz
00: 31: 29.14 Filmin növbəti hissəsinə qədəm qoyur.
00:31:32.23 Beləliklə, aparıcı baş irəli addımlayır,
00:31:35.18 yenidən irəliyə doğru böyük bir addım atır.
00:31:37.27 Yenidən qurulur,
00: 31: 39.13 amma indi geriyə bir addım atır
00:31:42.12 mikrotubul yolu boyunca.
00: 31: 43.25 Budur arxa baş,
00:31:45.23 əslində, Brownian hərəkəti ilə,
00:31:47.13 digər başın ətrafına çırpılır
00:31:49.04 bu təhvil-təslim hərəkətində.
00: 31: 51.06 İndi irəli daha bir addım atır
00:31:53.17 mikrotubul yolu boyunca,
00:31:55.04 və indi onun ortağı rəhbəri
00: 31: 57.08 yenidən uyğun bir dəyişikliyə uğrayır
00: 32: 00.15 və irəli bir addım atır
Yol boyu 00: 32: 02.20.
00:32:04.08 Və biz bunu düşünürük
00: 32: 06.29 bir növ proses
00:32:08.07 dynein molekulu qadirdir
00:32:10.23 yolda tədricən hərəkət etmək,
00: 32: 12.19 və indi başqa bir nəzər salaq
00:32:16.04 bu videoda
00: 32: 17.28 və bütün bu addımları bir daha gör.
00:33:24.19 İndi icazə verin sonunda gəlim
00: 33: 26.13 bu digər AAA domeninə,
00:33:29.13 AAA3,
00:33:30.29 və bunun necə işlədiyini düşündüyümüzü sizə deyim.
00: 33: 32.20 Dediyim kimi
00:33:34.04 bu da hərəkətlilikdə mühüm rol oynayır,
00: 33: 37.10 və xüsusən də bilirik
00: 33: 38.23 ATP hidrolizini bloklasaq,
00:33:40.17 motor işləməyi dayandırır.
00: 33: 43.06 Və sirr bunun niyə doğru olduğu idi.
00: 33: 46.07 çünki bunu bilirik
00: 33: 49.13 AAA1 -də hidroliz
00: 33: 51.15 kifayətdir
00: 33: 53.09 bütün uyğun dəyişiklikləri edin
Bağlayıcının 00: 33: 54.27
00: 33: 56.13 və dyneinin bir addım atması üçün,
00: 33: 58.18 buna görə AAA3
00: 34: 01.23 vacib görünürdü
00:34:03.08 o qədər də aydın deyildi.
00: 34: 04.20 Ancaq buna cavab
00: 34: 06.11 struktur araşdırmalarından gəldi
00: 34: 09.04 laboratoriyamızdan,
00:34:11.00 Gira Bhabha və Hui-Chun Cheng,
00: 34: 12.29 baxdıqları yer
00: 34: 15.21 dyneinin konformasiyası və uyğunlaşma dəyişiklikləri,
00:34:19.09 Fərqli nukleotidlər olduqda çox deyil
AAA1-də 00:34:22.17,
00:34:24.07 lakin iki fərqli nukleotid vəziyyətində
AAA3 -də 00: 34: 26.08.
00: 34: 27.23 Beləliklə, xüsusən,
00: 34: 29.18, ADP -nin AAA3 -də bağlandığını müqayisə edir
00:34:32.04 ATP AAA3-də bağlandıqda.
00:34:35.22 Mən sizə göstərəcəyəm,
00:34:37.21 AAA3 bu müxtəlif nukleotid vəziyyətlərində olduqda,
00: 34: 40.25 uyğunlaşma dəyişikliyinə nə olur
00: 34: 44.14, ATP AAA1 -ə bağlandıqda meydana gəlir.
00:34:46.29 Beləliklə, birincisi indicə gördüyünüz filmdir.
00: 34: 49.28 Bu uyğunlaşma dəyişikliyidir
00: 34: 52.27 sizə göstərdim
00: 34: 54.29 bağlayıcının keçdiyi yer
00:34:56.20 bu böyük konformasiya dəyişikliyi
00: 34: 58.08 və bütün halqa quruluşunu dəyişir.
00:35:00.24 Ancaq indi əgər
00: 35: 03.22 ATA ilə AAA1 yükləyin,
00:35:05.29 amma indi AAA3-də də ATP var,
00: 35: 09.24 Görəcəyiniz şey çox fərqli bir şəkildir.
00: 35: 13.21 Üzükün bu tərəfinin konformasiyası
00:35:16.13 dəyişikliklər,
00: 35: 17.26 orada dramatik bir uyğunlaşma dəyişikliyi görə bilərsiniz,
00: 35: 19.20 ancaq uyğunluq dəyişikliyi
00:35:21.22 AAA4-də dayanır
00:35:23.29 və təbliğ olunmur
00: 35: 25.20 halqanın qalan hissəsi ətrafında,
00:35:27.08 və heç vaxt uyğunlaşma dəyişikliyinə səbəb olmur
00:35:29.04 bağlayıcıda
00: 35: 31.00 və ya sap sahəsində.
00: 35: 32.24 AAA3
00: 35: 35.01 uyğunlaşma dəyişikliyini bloklayır
00: 35: 37.25 və yayılmasının qarşısını alır
Rinq boyunca 00: 35: 40.02.
00: 35: 41.13 Buna görə də bu barədə düşünməyi xoşlayıram
00: 35: 43.11 AAA3 -dir
00:35:45.20 darvaza kimi görünür
00:35:47.15 yayılmasına nəzarət edir
00:35:49.08 uyğunlaşma dəyişikliyi
00:35:51.11 dinin halqası boyunca.
00:35:53.03 AAA1 tetikleyicidir,
00:35:55.03 dominoların bu görüntüsündə,
00: 35: 57.26 zəncirvari reaksiyanı əvvəlcə başlatır
00: 36: 01.08 bir AAA domenindən hərəkət edir
00:36:03.11 növbəti,
00: 36: 04.25 və nəticədə aşağıya doğru hərəkət edə bilər
00:36:06.26 ring vasitəsilə AAA6-ya
00:36:09.00 və bu kütləvi uyğunlaşma dəyişikliyinə səbəb olur.
00:36:12.18 Amma əgər AAA3
00:36:14.22 bu saytda ATP var,
00: 36: 17.12 əslində hərəkət edir
00: 36: 19.23 yayılmasını maneə törədir.
00: 36: 21.18 Demək olar ki, məndə var
00: 36: 23.29 bu dominonu aşağı tutan bir barmaq
00: 36: 26.15 və yayılmasının qarşısını alır
00: 36: 28.19 daha irəli gedə bilər.
00: 36: 30.24 Beləliklə, uyğunlaşma dəyişikliyinin bloklanması,
00: 36: 33.17 və ya icazə vermək üçün buraxılış,
00: 36: 35.29 əsas fəaliyyət kimi görünür
00: 36: 38.25 AAA3.
00: 36: 41.09 Beləliklə, bu bir yeniləmə verir
00: 36: 43.04 dynein haqqında öyrəndiklərimizdən
00: 36: 45.04 son bir neçə ildə,
00:36:46.28 amma hələ də deməliyəm
00:36:48.19 başlanğıcda çox
00:36:50.04 və çox sayda naməlum suallar var.
00: 36: 52.20 Beləliklə, bəzi atom quruluşlarını təsvir etdim
00: 36: 55.25 və meydana gələn uyğunluq dəyişiklikləri,
00: 36: 58.22 amma əslində bilmirik
00:37:01.10 bu struktur dəyişiklikləri necə əlaqəlidir
00:37:03.12 mikrotubulda dineinin addımlamasına.
00:37:06.22 Nə xüsusilə gözəl olardı
00: 37: 08.08 sadəcə dinenin statik görüntülərini əldə etmək əvəzinə,
00: 37: 11.10 həqiqətən izləyə və ölçə bilərik
00: 37: 14.09 dynein struktur dəyişiklikləri
00: 37: 16.01 hərəkətlilik halında olarkən.
00:37:17.25 Bunu etməyin yolları var,
00: 37: 19.28 məsələn, tək molekul FRET kimi texnikalar,
00:37:22.21 zond kimi fəaliyyət göstərir
00: 37: 24.17 müəyyən uyğunlaşma dəyişikliklərini ölçmək üçün
00:37:26.13 bir zülalda meydana gələn,
00: 37: 28.02 və bəlkə də bu cür texnikalar
00:37:29.29 dineinə tətbiq edilə bilər
00:37:31.17 biz həqiqətən görə bilərik
00: 37: 33.08 dynein addımlayır
00:37:35.03 və eyni zamanda ölçün
00: 37: 36.27 uyğunluq dəyişiklikləri.
00: 37: 38.06 Mən sizə struktur məlumat da verdim
00:37:40.10 AAA3 rolu haqqında,
00:37:43.00 blok edə biləcəyini göstərir
00: 37: 44.26, dinenin dəyişkən bir dəyişikliyi
00: 37: 47.12 və bununla da hərəkətliliyinin qarşısını alır.
00: 37: 50.06 Amma əslində anlamırıq
00:37:52.00 necə və niyə
00:37:54.10 AAA3 bunu edir.
00: 37: 56.21 Hüceyrə necə
00: 37: 58.20 bu nəzarət mexanizmindən istifadə edin
00: 38: 00.03 dynein hərəkətliliyini tənzimləmək üçün?
00:38:01.21 Əslində necə idarə edir
00:38:03.22 AAA3 olsun
00: 38: 05.13 aktiv saytda ATP və ya ADP var?
00:38:08.17 Beləliklə, heç bir fikrimiz yoxdur
00:38:10.20 hazırda bu məsələdə,
00:38:13.28 və bu açıq-aydındır
00:38:16.04 başa düşmək üçün vacib olacaq
00: 38: 17.23 AAA3 -ün əsl məqsədi nədir
00: 38: 20.22, dinein hüceyrə biologiyasında.
00:38:24.00 Beləliklə, bununla,
00:38:25.16 Çox insana təşəkkür etmək istərdim
00: 38: 26.27 bu işə kömək etdi.
00: 38: 28.10 Hər şeydən əvvəl,
00:38:29.20 əvvəllər laboratoriyada olan insanlar,
00: 38: 32.25 fantastik bir qrup
00: 38: 35.19, dynein layihəsinin başlamasına kömək etdi
00: 38: 37.18 laboratoriyada
00: 38: 39.05 -Sam, Ahmet, Andrew və Arne -
00: 38: 43.16 indi hamısı öz laboratoriyalarına getdilər
00: 38: 45.11 və çox uğurludurlar,
00:38:47.17 və mən onların işlərini çox müzakirə etmişəm
00:38:49.17 bu söhbətdə müstəqil laboratoriyalarından.
00: 38: 51.09 Və Carol Cho aspirant idi
00: 38: 54.06, indi Koreyaya getdi.
00:38:55.28 Və daha yeni iş
00:38:58.02 Gira Bhabhanın işidir
00:39:00.24 və Hui-Chun Cheng.
00:39:02.28 Gira hələ də laboratoriyadadır
00: 39: 04.11 və Hui-Chun köçdü
00: 39: 06.12 Tayvandakı öz laboratoriyasına.
00:39:07.29 Bununla da diqqətinizə görə təşəkkür etmək istərdim,
00: 39: 11.18 və üçüncü iBiology söhbətimdə
00: 39: 13.20 Qaydaları müzakirə edəcəyəm
00: 39: 16.03 məməlilərin sitoplazmik dinein.


Biologiya 171

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Hüceyrə dövrünün hüceyrənin daxili və xarici mexanizmləri tərəfindən necə idarə olunduğunu anlayın
  • G -nin sonunda üç daxili "nəzarət yoxlama nöqtəsi" nin necə meydana gəldiyini izah edin1, G -də2/M keçidi və metafaza zamanı
  • Müsbət və mənfi tənzimləmə yolu ilə hüceyrə dövrünü idarə edən molekulları təsvir edin

Hüceyrə dövrünün uzunluğu hətta tək bir orqanizmin hüceyrələrində də çox dəyişkəndir. İnsanlarda hüceyrə dövriyyəsinin tezliyi erkən embrional inkişafda bir neçə saatdan epitel hüceyrələri üçün orta hesabla iki ilə beş günə qədər və G.0 kortikal neyronlar və ya ürək əzələ hüceyrələri kimi xüsusi hüceyrələr tərəfindən.

Bir hüceyrənin hüceyrə dövrünün hər mərhələsində keçirdiyi vaxtda da dəyişikliklər var. Sürətli bölünən məməlilər hüceyrələri bir mədəniyyətdə yetişdirildikdə (optimal böyümə şəraitində bədən xaricində), hüceyrə dövrünün müddəti təxminən 24 saatdır. 24 saatlıq bir hüceyrə dövrü ilə sürətlə bölünən insan hüceyrələrində G.1 faza təxminən doqquz saat, S fazası 10 saat davam edir, G.2 faza təxminən dörd buçuk saat davam edir və M fazası təxminən yarım saat davam edir. Müqayisə üçün, meyvə milçəklərinin döllənmiş yumurtalarında (və erkən embrionlarında) hüceyrə dövrü təxminən səkkiz dəqiqədə tamamlanır. Bunun səbəbi, mayalanmış yumurtanın nüvəsi mitozla dəfələrlə bölünür, lakin çoxnüvəli “ziqot” əmələ gələnə qədər sitokinezdən keçmir, çoxlu nüvələr hüceyrə membranının periferiyası boyunca yerləşir və bununla da hüceyrənin bölünmə müddəti qısalır. dövrü Həm "onurğasızların", həm də "onurğalıların" hüceyrə dövrəsindəki hadisələrin vaxtı həm hüceyrənin daxili, həm də xarici mexanizmləri ilə idarə olunur.

Hüceyrə dövrünün xarici hadisələrlə tənzimlənməsi

Hüceyrə bölünməsinin həm başlaması, həm də inhibisyonu, replikasiya prosesinə başlamağa hazırlaşarkən hüceyrədən kənar hadisələr tərəfindən tetiklenir. Hadisə yaxınlıqdakı hüceyrələrin ölümü qədər sadə və ya insan böyümə hormonu (HGH və ya hGH) kimi böyüməyi təşviq edən hormonların sərbəst buraxılması qədər sadə ola bilər. HGH çatışmazlığı ola bilər maneə törətmək Hüceyrə bölünməsi, cırtdanlığa səbəb olur, HGH isə həddindən artıq gigantizmlə nəticələnə bilər. Hüceyrələrin yığılması da hüceyrə bölünməsini maneə törədə bilər. Bunun əksinə olaraq hüceyrə bölünməsini başlata biləcək bir faktor hüceyrənin ölçüsüdür: Bir hüceyrə böyüdükcə səth-həcm nisbətinin azalması səbəbindən fizioloji cəhətdən təsirsiz hala gəlir. Bu problemin həlli bölməkdir.

Mesajın mənbəyi nə olursa olsun, hüceyrə siqnalı alır və hüceyrə daxilində baş verən bir sıra hadisələr onun interfazaya keçməsinə imkan verir. Bu başlanğıc nöqtəsindən irəliləyərək, hər bir hüceyrə dövrü fazasında tələb olunan hər bir parametr yerinə yetirilməlidir və ya dövr irəliləyə bilməz.

Daxili Nəzarət Məntəqələrində Tənzimləmə

İstehsal olunan qız hüceyrələrinin ana hüceyrənin dəqiq dublikatları olması vacibdir. Xromosomların təkrarlanması və ya paylanmasındakı səhvlər anormal hüceyrədən yaranan hər yeni hüceyrəyə ötürülə bilən mutasiyalara səbəb olur. Zədələnmiş bir hüceyrənin bölünməyə davam etməsinin qarşısını almaq üçün üç əsas hüceyrə dövrü yoxlama məntəqəsində işləyən daxili nəzarət mexanizmləri mövcuddur: Bir nəzarət nöqtəsi, ökaryotik hüceyrə dövrünün bir hüceyrənin bir sonrakı mərhələyə keçməsinin bir neçə nöqtəsindən biridir. şərait əlverişli olana qədər dövrü dayandırmaq olar. Bu keçid məntəqələri G -nin sonuna yaxın baş verir1, G -də2/M keçidi və metafaza zamanı ((Şəkil)).


G1 Nəzarət nöqtəsi

G1 nəzarət nöqtəsi hüceyrə bölünməsinin davam etməsi üçün bütün şərtlərin əlverişli olub olmadığını müəyyən edir. G1 məhdudlaşdırma nöqtəsi (mayada) olaraq da adlandırılan nəzarət nöqtəsi, hüceyrənin geri dönməz şəkildə hüceyrə bölünmə prosesinə sadiq olduğu bir nöqtədir. Böyümə faktorları kimi xarici təsirlər hüceyrənin G-dən keçməsində böyük rol oynayır1 nəzarət məntəqəsi. Kifayət qədər ehtiyata və hüceyrə ölçüsünə əlavə olaraq, G -də genomik DNT zədələnməsi yoxlanılır1 nəzarət məntəqəsi. Bütün tələblərə cavab verməyən hüceyrənin S fazasına keçməsinə icazə verilməyəcək. Hüceyrə dövrü dayandıra və problemli vəziyyəti düzəltməyə cəhd edə bilər, ya da hüceyrə G-yə irəliləyə bilər.0 və şərtlər yaxşılaşanda daha çox siqnal gözləyin.

G2 Nəzarət nöqtəsi

G2 Müəyyən şərtlər yerinə yetirilmədiyi təqdirdə nəzarət nöqtəsi çubuqları mitotik fazaya daxil olur. G-də olduğu kimi1 nəzarət nöqtəsi, hüceyrə ölçüsü və protein ehtiyatları qiymətləndirilir. Bununla birlikdə G -nin ən əhəmiyyətli rolu2 Nəzarət nöqtəsi, bütün xromosomların replikasiyasını və təkrarlanan DNT -nin zədələnməməsini təmin etməkdir. Nəzarət nöqtəsi mexanizmləri DNT ilə bağlı problemləri aşkar edərsə, hüceyrə dövranı dayandırılır və hüceyrə ya DNT replikasiyasını tamamlamağa, ya da zədələnmiş DNT -ni təmir etməyə çalışır.

M yoxlama məntəqəsi

M nəzarət nöqtəsi karyokinezin metafaza mərhələsinin sonuna yaxın baş verir. M nəzarət nöqtəsi həm də mili yoxlama nöqtəsi kimi tanınır, çünki o, bütün bacı xromatidlərin mili mikrotubullarına düzgün şəkildə bağlanıb-bağlanmadığını müəyyən edir. Qardaş xromatidlərin anafaza zamanı ayrılması geri dönməz bir addım olduğundan, hər bir cüt bacı xromatidinin kinetoxorları hüceyrənin əks qütblərindən yaranan ən azı iki mil lifinə möhkəm bağlanana qədər dövr davam etməyəcəkdir.

G-də baş verənlərə baxın1, G2Hüceyrə dövrünün animasiyasını görmək üçün bu veb-sayta daxil olaraq , və M yoxlama məntəqələri.

Hüceyrə Dövrünün Tənzimləyici Molekulları

Daxili nəzarət nöqtələrinə əlavə olaraq, hüceyrə dövrü tənzimləyən hüceyrədaxili molekulların iki qrupu var. Bu tənzimləyici molekullar ya hüceyrənin növbəti mərhələyə keçməsini təşviq edir (müsbət tənzimləmə) və ya dövrü dayandırır (mənfi tənzimləmə). Tənzimləyici molekullar fərdi olaraq hərəkət edə bilər və ya digər tənzimləyici zülalların fəaliyyətinə və ya istehsalına təsir göstərə bilər. Buna görə də, tək bir tənzimləyicinin uğursuzluğu hüceyrə dövrünə demək olar ki, heç bir təsir göstərə bilməz, xüsusən də birdən çox mexanizm eyni hadisəni idarə edirsə. Bununla belə, çatışmayan və ya işləməyən tənzimləyicinin təsiri geniş miqyaslı ola bilər və bir çox prosesə təsir edərsə, hüceyrə üçün ölümcül ola bilər.

Hüceyrə dövrünün müsbət tənzimlənməsi

Siklinlər və siklindən asılı kinazlar (Cdks) adlanan iki zülal qrupuna pozitiv tənzimləyicilər deyilir. Onlar müxtəlif keçid məntəqələri vasitəsilə hüceyrənin tərəqqisinə cavabdehdirlər. Dörd siklin zülalının səviyyələri hüceyrə dövrü boyunca proqnozlaşdırıla bilən bir şəkildə dəyişir ((Şəkil)). Siklin zülallarının konsentrasiyasındakı artım həm xarici, həm də daxili siqnallar tərəfindən tetiklenir. Hüceyrə hüceyrə dövrünün növbəti mərhələsinə keçdikdən sonra əvvəlki mərhələdə aktiv olan siklinlər aşağıdakı (Şəkil)-də göstərildiyi kimi sitoplazmatik fermentlər tərəfindən parçalanır.


Siklinlər hüceyrə siklini yalnız Cdks ilə sıx bağlı olduqda tənzimləyirlər. Tam aktiv olmaq üçün kompleksi aktivləşdirmək üçün Cdk/siklin kompleksi də müəyyən yerlərdə fosforlanmalıdır. Bütün kinazlar kimi, Cdks də fermentlərdir (kinazlar) digər zülalları fosforilləşdirir. Fosforilasiya zülalın formasını dəyişdirərək onu aktivləşdirir. Cdks ilə fosforilləşən zülallar hüceyrənin növbəti mərhələyə keçməsində iştirak edir. ((Şəkil)). Cdk zülallarının səviyyələri hüceyrə dövrü ərzində nisbətən sabitdir, lakin siklinin konsentrasiyaları dəyişir və Cdk/siklin komplekslərinin nə vaxt meydana gəldiyini təyin edir. Fərqli siklinlər və Cdkslər, hüceyrə dövrünün müəyyən nöqtələrində bağlanır və beləliklə fərqli nəzarət nöqtələrini tənzimləyir.


Siklin səviyyələrinin dövri dalğalanmaları əsasən hüceyrə dövrünün vaxtı və xüsusi hadisələrdə deyil, hüceyrə dövrünün tənzimlənməsi ümumiyyətlə ya təkcə Cdk molekulları, ya da Cdk/siklin kompleksləri tərəfindən baş verir. Tam aktivləşdirilmiş siklin/Cdk komplekslərinin xüsusi bir konsentrasiyası olmadan hüceyrə dövrü nəzarət nöqtələrindən keçə bilməz.

Siklinlər hüceyrə dövrünün irəli sürətini təyin edən əsas tənzimləyici molekullar olsa da, dövrün gedişatını müsbət deyil, mənfi təsirlərlə tənzimləyən bir neçə başqa mexanizm var. Bu mexanizmlər problemli şərtlər həll olunana qədər hüceyrə dövrünün irəliləməsini mahiyyətcə bloklayır. Cdksin tam aktivləşməsinə mane olan molekullara Cdk inhibitorları deyilir. Bu inhibitor molekulların çoxu müəyyən bir hüceyrə dövrü hadisəsini birbaşa və ya dolayı olaraq izləyir. İnhibitor molekulları tərəfindən Cdks -ə qoyulan blok, inhibitor monitorlarının konkret hadisəsi tamamlanana qədər çıxarılmayacaq.

Hüceyrə Dövrünün Mənfi Tənzimlənməsi

İkinci qrup hüceyrə dövrü tənzimləyici molekullardır mənfi tənzimləyicilər, hüceyrə dövranını dayandıran. Müsbət tənzimləmədə aktiv molekulların dövrünün irəliləməsinə səbəb olduğunu unutmayın.

Ən yaxşı başa düşülən mənfi tənzimləyici molekullar retinoblastoma proteini (Rb), p53 və p21 -dir. Retinoblastoma zülalları bir qrupdur şiş bastırıcı zülallar bir çox hüceyrələrdə yayılmışdır. Burada qeyd etməliyik ki, 53 və 21 təyinatları zülalların funksional molekulyar kütlələrini (p) kilodaltonlarla ifadə edir (dalton atom kütlə vahidi, bir proton və ya bir neytron və ya 1 q/mol) bərabərdir. Hüceyrə dövrü tənzimlənməsi haqqında bilinənlərin çoxu, hüceyrələri olan tədqiqatlardan gəlir tənzimləyici nəzarəti itirdi. Bu tənzimləyici zülalların hər üçünün nəzarətsiz çoxalmağa başlayan (yəni xərçəngli) hüceyrələrdə zədələndiyi və ya işləmədiyi aşkar edildi. Hər bir halda, hüceyrə dövrü boyunca yoxlanılmayan irəliləyişin əsas səbəbi tənzimləyici proteinin səhv bir nüsxəsi idi.

Rb, p53 və p21 əsasən G -də hərəkət edir1 nəzarət məntəqəsi. p53 çoxfunksiyalı zülaldır və hüceyrənin bölünmə öhdəliyinə böyük təsir göstərir, çünki o, G zamanı hazırlıq proseslərindən keçən hüceyrələrdə zədələnmiş DNT olduqda hərəkət edir.1. Zədələnmiş DNT aşkar edilərsə, p53 hüceyrə dövranını dayandırır və sonra DNT-ni təmir etmək üçün xüsusi fermentləri işə götürür. DNT təmir edilə bilməsə, p53 zədələnmiş xromosomların təkrarlanmasının qarşısını almaq üçün apoptozu və ya hüceyrə intiharını tetikleyebilir. P53 səviyyəsi yüksəldikcə p21 istehsalı tetiklenir. p21, C5/siklin komplekslərinə bağlanmaqla və onların fəaliyyətini maneə törətməklə p53 -ün diktə etdiyi dövrü dayandırmağa məcbur edir. Bir hüceyrə daha çox stresə məruz qaldıqda, daha yüksək p53 və p21 səviyyələri yığılır və bu da hüceyrənin S fazasına keçmə ehtimalını azaldır.

Hüceyrə ölçüsünə böyük ölçüdə nəzarət edən Rb, digər müsbət tənzimləyici zülallara tənzimləyici təsirini göstərir. İçində aktiv, fosforsuz vəziyyət, Rb adlı zülallara bağlanır transkripsiya amilləri, ən çox E2F ((Şəkil)). Transkripsiya faktorları spesifik genləri "açır", bu gen tərəfindən kodlanmış zülalların istehsalına imkan verir. Rb E2F ilə bağlandıqda, G üçün lazım olan zülalların istehsalı1/S keçidi bloklandı. Hüceyrə böyüdükcə, Rb halına gələnə qədər yavaş -yavaş fosforlaşır inaktivləşdirildi. Rb, indi keçid zülalını istehsal edən geni işə sala bilən E2F-ni buraxır və bu xüsusi blok çıxarılır. Hüceyrənin hər bir yoxlama məntəqəsindən keçməsi üçün bütün pozitiv tənzimləyicilər "açılmalı" və bütün mənfi tənzimləyicilər "söndürülməlidir".


Hüceyrə dövrünü mənfi tənzimləyən Rb və digər zülallara bəzən şiş bastırıcılar deyilir. Sizcə, nə üçün şiş bastırıcı adı bu zülallara uyğun ola bilər?

Bölmə Xülasəsi

Hüceyrə dövrünün hər bir mərhələsi nəzarət nöqtələri adlanan daxili nəzarət vasitələri ilə izlənilir. Hüceyrə dövründə üç əsas nəzarət nöqtəsi var: biri G-nin sonuna yaxın1, G-də bir saniyə2/M keçidi, üçüncü isə metafaza zamanı. Müsbət tənzimləyici molekullar hüceyrə dövrünün hüceyrə bölünməsinin növbəti mərhələsinə keçməsinə imkan verir. Mənfi tənzimləyici molekullar hüceyrə vəziyyətini izləyir və xüsusi tələblər yerinə yetirilənə qədər dövrü dayandıra bilər.

Sənət Əlaqələri

(Şəkil) Hüceyrə dövrünü mənfi tənzimləyən Rb və digər zülallara bəzən şiş bastırıcılar deyilir. Sizcə, nə üçün şiş bastırıcı adı bu zülallara uyğun ola bilər?

(Şəkil) Rb və digər mənfi tənzimləyici zülallar hüceyrə bölünməsinə nəzarət edir və buna görə də şişlərin əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Bu zülalların öz funksiyalarını yerinə yetirməsinə mane olan mutasiyalar xərçənglə nəticələnə bilər.

Pulsuz Cavab

Üç əsas hüceyrə dövrü nəzarət məntəqəsinin hər birində yerinə yetirilməli olan ümumi şərtləri təsvir edin.

G1 nəzarət nöqtəsi adekvat hüceyrə böyüməsini, genomik DNT-nin vəziyyətini, adekvat enerji ehtiyatlarını və S fazası üçün materialları izləyir. G-də2 DNT, bütün xromosomların çoxalmasını və yeni sintez edilən DNT -də heç bir səhv olmadığını yoxlamaq üçün yoxlanılır. Bundan əlavə, hüceyrə ölçüsü və enerji ehtiyatları qiymətləndirilir. M nəzarət nöqtəsi mitotik mil liflərinin kinetoxorlara düzgün bağlanmasını təsdiqləyir.

Müsbət hüceyrə dövrü tənzimləyicilərinin mənfi tənzimləyicilərinin rollarını müqayisə edin və müqayisə edin.

Siklin və Cdk kimi pozitiv hüceyrə tənzimləyiciləri hüceyrə dövrünü növbəti mərhələyə keçirən vəzifələri yerinə yetirirlər. Rb, p53 və p21 kimi mənfi tənzimləyicilər müəyyən hadisələr baş verənə qədər hüceyrə dövrünün gedişatını bloklayır.

Cdk-nin tam aktiv olması üçün hansı addımlar lazımdır?

Cdk bir siklinə bağlanmalı və tam aktiv olmaq üçün düzgün vəziyyətdə fosforlanmalıdır.

Rb, G -də hüceyrə dövrünü maneə törədən mənfi bir tənzimləyicidir1 hüceyrə lazımi ölçüyə çatana qədər nəzarət nöqtəsi. Rb hüceyrə dövranını dayandırmaq üçün hansı molekulyar mexanizmdən istifadə edir?

Rb, fosforlaşmadıqda aktiv olur. Bu vəziyyətdə, Rb, G üçün lazım olan molekulların transkripsiyası və son tərcüməsi üçün lazım olan transkripsiya faktoru olan E2F ilə bağlanır.1/S keçid. E2F, Rb ilə əlaqəli olduqda müəyyən genləri transkripsiya edə bilməz. Hüceyrə ölçüsü artdıqca Rb fosforilləşir, təsirsizləşir və E2F-ni buraxır. E2F daha sonra nəzarət etdiyi genlərin transkripsiyasını təşviq edə bilər və keçid zülalları istehsal ediləcək.

Lüğət


Materiallar və metodlar

Bitki materialları, böyümə şərtləri və T-DNA yerləşdirmə bitkilərinin tanınması

Arabidopsis thaliana bitkilər 16 saat işıqlı (∼70-80 μmol/m 2 s 2 ağ işıq), 20 ° C və 70% rütubətdə böyümə kameralarında yetişdirilmişdir.T-DNT daxiletmə mutantları drp3A-2 (SALK_147485), drp3B-2 (SALK_112233),drp5B-2 (SAIL_71D_11) əvvəllər xarakterizə olunmuşdu (Zhang və Hu 2009, 2010). drp5B-1 (qövs 5), qövs 6ftsZ2 cüt mutant Kathy Osteryoung (MSU) tərəfindən təmin edilmişdir. drp5B-1 L -dədirer fon, digər bütün T-DNA yerləşdirmə mutantları Col-0 fonunda olarkən. T-DNT-nin mövcudluğu və mutantların homozigotluğu şablon kimi genomik DNT-dən istifadə etməklə PCR ilə təsdiq edilmişdir. LBb1.3 (5′-ATTTTGCCGATTTCGGAAC-3 ′) SALK mutantlarını genotip etmək üçün genə xas primerlərlə birlikdə istifadə edilmişdir. SALK_147485-LP (5′- AACCACAGGTTTACCTCCTGG-3 ') və SALK_147485-RP (5′- ACGCCTCCTTCTTCTTCTACG-3') üçün istifadə edilmişdir. drp3A-2 və SALK_112233-LP (5′-TAAAATGGCCTTCAGGAAAGG-3 ') və SALK_112233-RP (5′-TGAGGAGAGAAATAGCACCTTTG-3') üçün istifadə edilmişdir. drp3B-2. Genotipə drp5B-2, aşağıdakı primerlərdən istifadə edilmişdir: SAIL_71D_11-LP (5′- TGTGTTGGATGCCCTTAAGAC-3′), SAIL_71D_11-RP (5′-TGTCACCTGATGAAGGAAAGG-3′) və SAIL_LB3 (5′-GCATCTGAATTTC3′′).

Bitki çevrilməsi

Mitoxondrial markeri təqdim etmək üçün çiçək daldırma üsulundan istifadə edilmişdir ScCOX4-YFP L daxilerdrp5B-1. Eyni üsul 35S tətbiq etmək üçün də istifadə edildipro:YFP-DRP5B artıq ehtiva edən Col-0-a ScCOX4-CFP. Seçmək üçün 35Spro: YFP-DRP5B, T1 toxumları torpaqda yetişdirilmiş və cücərmədən 7 və 9 gün sonra 0,1% (h/v) Basta (Finale Farnam Şirkətləri) və 0,025% (h/v) Silwet L-77 ilə püskürtülmüşdür. Transgen bitkilər, epifloresan mikroskopu istifadə edərək Sarı Floresan Protein (YFP) -füzyon zülallarının ifadəsi üçün daha da təsdiq edildi.

Gen klonlaması

Nin tam uzunluqdakı kodlaşdırma bölgələri DRP3A, DRP3B, və DRP5B ümumi mRNA -dan yaranan cDNA -dan gücləndirilmişdir Ərəbidopsis DRP3A-attB1 (5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatgactattgaagaagtttccg-3), DRP3A-attB2 (5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtcttagaatccgtatccattttggtg-3), DRP3B-attB1 (5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatgtccgtcgacgatctccc-3), DRP3B- aşağıdakı astar istifadə Col-0 fidan attB2 (5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtcttacatatgaagccgtccgttc-3), DRP5B-attB1 (5'-ggggacaagtttgtacaaaaaagcaggcttcatggcggaagtatcagc-3) və DRP5B-attB2 (5'-ggggaccactttgtacaagaaagctgggtgtcaatgctgcaccgaagg-3). Gücləndirilmiş məhsul Gateway® sistemi (Invitrogen, Carlsbad, CA, ABŞ) istifadə edərək klonlaşdırılmışdır. pEarleyGate101 (CD3-683) (Earley et al. 2006) tikinti üçün istifadə edilmişdir. 35Spro:YFP-DRP5B, və pGilda-GW və pB42AD-GW, Matchmaker sistemindən (Clontech, ABŞ) istifadə edərək maya iki hibrid analizləri üçün yem və dua füzyon zülalları yaratmaq üçün istifadə edilmişdir.

Mikroskopik analiz və mitokondriyal kəmiyyət

Konfokal şəkillər, 63x neft daldırma obyekti istifadə edərək, konfokal lazer skaner mikroskopu (Zeiss LSM 510 META) ilə çəkilmişdir. Təzə çıxarılıb Ərəbidopsis yarpaq diskləri təsvir üçün su ilə quraşdırılmışdır. YFP və xlorofil floresans 514 nm argon lazer xətti ilə həyəcanlandılar və siqnallar müvafiq olaraq BP530-600 nm və BP630-700 nm istifadə edərək toplandı. CFP siqnalları 458 nm arqon lazer xətti ilə həyəcanlandı və BP465-510 nm tərəfindən aşkar edildi. Birgə lokalizasiya təhlili üçün CFP, YFP və xlorofil floresansı həyəcanlandı və yuxarıda təsvir olunan eyni parametrlərdən istifadə edərək eyni vaxtda aşkar edildi.

Mitokondrial nömrələr əvvəllər təsvir edildiyi kimi ImageJ proqram təminatından (ImageJ 1997) istifadə edərək ölçüldü (Desai and Hu 2008 Aung and Hu 2011). P dəyərlər Tələbənin iki quyruqlu istifadə edərək hesablanmışdır t-vəhşi növə qarşı sınaq.

Maya iki hibrid analizləri

Matchmaker iki hibrid sistemi (Clontech, ABŞ) DRP5B və DRP3 arasında homo- və heteromerik qarşılıqlı əlaqəni yoxlamaq üçün istifadə edilmişdir. A Frozen-EZ Maya Transformasiya Kitindən (Zymo, Irvine, CA, ABŞ) eyni vaxtda yemi birlikdə çevirmək və EGY48 maya suşuna plazmid DNT-lərini dua etmək üçün istifadə edildi. İstənilən transformatorlar standart sintetik buraxılış mühitindən (SD/Glc-Ura-Trp-His) istifadə edilməklə seçilmişdir. Test edilmiş zülallar arasındakı fiziki qarşılıqlı təsir, X-Gal olan SD/Gal-Ura-Trp-His-Leu agar plitələrində araşdırıldı.

SDS-PAGE təhlili

50 mq təzə çəki iki yaşlı Ərəbidopsis hər bir genotipdən olan tinglər 60 mM Tris-HCL pH 8,8, 2% SDS, 2,5% qliserin, 0,13 mM EDTA pH, 500 mkL SDS tərkibli ekstraksiya tamponunun əlavə edilməsi ilə maye azotdan istifadə edərək plastik pestle ilə üyüdülmüşdür. və 1X Tam Proteaz İnhibitor Kokteyli (Roche, ABŞ). Nümunələr 30 saniyə ərzində vorteksləndi və 70 ° C -də 10 dəqiqə qızdırıldı, sonra otaq temperaturunda iki dəfə (hər dəfə 5 dəq) 13000 q santrifüqasiya edildi. Üst təbəqələr (ümumi zülallar) daha sonra yeni borulara köçürülür. 5 μL ümumi zülal eyni həcmdə 2x NuPAGE LDS nümunə tamponu (Invitrogen, Carlsbad, CA, ABŞ) ilə qarışdırılmış, 4%-12% NuPage gelində (Invitrogen, Carlsbad, CA, ABŞ) ayrılmış və ləkələnmişdir. poliviniliden diftorid (PVDF) membranına.

Mavi doğma poliakrilamid gel elektroforezi (BN-PAGE)

50 mq təzə çəki iki yaşlı Ərəbidopsis hər bir genotipdən olan fidanlar bir havan və maye azotla homojenləşdirilmişdir. Ümumi yerli zülallar NativePAGE ™ Nümunə Hazırlama Kitindən (Invitrogen, Carlsbad, CA, ABŞ) istifadə edərək təcrid olunmuşdur. Homojenləşdirilmiş nümunələrə 2% yuyucu vasitə (DDM) olan 1x yükləmə tamponundan 100 μL əlavə edildi, sonra qarışıqlar 30 dəqiqə ərzində buz üzərində inkubasiya edildi. İnkubasiya edilmiş nümunələr iki dəfə (hər dəfə 15 dəq) 4 ° C -də 17000 g -də santrifüj edildi və üst təbəqələr yeni borulara köçürüldü. 20 μL nümunə həllinə 2 μL 5% G-250 nümunə qatqısı əlavə edildi, sonra 4% -12% NativePAGE ™ üzərində 1x NativePAGE ™ Running Buffer və Cathode Buffer Additive istifadə edərək ayrıldı. Gel PVDF membranına köçürülməzdən əvvəl 10 dəqiqə 2x NuPAGE ™ transfer tamponu ilə inkübe edildi.

Antikor istehsalı və immunoblot analizi

DRP3A (α-DRP3A: 489-RKRMDEVIGDFLREGLEP-506) və DRP3B (α-DRP3B: 535-HPVARPDTVEPER-548) əleyhinə antikorlar Open Biosystems, Inc tərəfindən hazırlanmış və sintez edilmişdir. Bloklama tamponunda 400 və köçürülmüş ümumi zülalların olduğu PVDF membranı ilə inkübe edilir drp3A-2 və ya drp3B-2 gecə 4 ° C -də. Müalicə olunan antikorlar immunoblot analizində istifadə edilmişdir.

SDS-PAGE və ya BN-PAGE-dən alınan PVDF membranı 1x TBST (50 mM Tris-baz, 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20, pH 8.0) içərisində 4% C temperaturda 3% BSA ilə bloklandı. bloklama tamponunda hazırlanmış antikorlar. Müalicə olunan antikorlar, 1 saat ərzində otaq temperaturunda maraqlanan köçürülmüş zülalları olan PVDF membranına hibridləşdirildi. Hibridləşdirilmiş membran daha sonra 1x TBST-də ikincil antikor (1: 20,000 keçi dovşan əleyhinə IgG) və HRP-konjugatı (Millipore, ABŞ) ilə araşdırılmadan əvvəl üç dəfə (hər dəfə 10 dəq) 1x TBST ilə yuyuldu. Siqnallar 4 dəfə seyreltilmiş SuperSignal® West Dura Genişləndirilmiş Müddətli Substrat (Pierce Biotechnology, Rockford, IL, ABŞ) ilə aşkar edildi. Siqnalları görselleştirmek üçün membran bir filmə məruz qaldı.


Nəticələr

Siyanobakteriya mənşəli Xloroplast Bölmə Genlərinin Paylanması və Endosimbiotik Gen Transferinin Çıxarılan Zamanı

Birincil xloroplastlara sahib olan ökaryotik yosunlarda ökaryotik hüceyrə dövrü ilə xloroplastın bölünmə vaxtı arasındakı əlaqəni araşdırmaq və müqayisə etmək üçün bu işdə qırmızı yosunlardan istifadə etdik. C. merolae, yaşıl yosunlar C. reinhardtii, və Chlorella vulgaris, qlaukofit yosunu Cyanophora paradoksi və streptofit yosunları Mesostgma virusu. C. merolaeC. reinhardtii bütün nüvə və xloroplast genomu ardıcıllığı məlumatlarının mövcud olması və bir işıq və qaranlıq dövr vasitəsilə hüceyrə dövrü sinxronizasiya üsulları qurulduğu üçün seçildi (Surzycki 1971 Suzuki və digərləri 1994). Hər iki orqanizmdə bilinən bütün xloroplast bölünmə zülalları nüvə genomunda kodlanır (şəkil 1B). Digər yosun növləri, xloroplast genomlarının tam sıralanması və siyanobakteriyalardan çıxan MinD, FtsI, FtsW və SepF hələ də kloroplast genomunda kodlandığı üçün seçilmişdir (şəkil 1B) (əvvəllər MinE-nin xloroplastda kodlandığı bildirilmişdi) genomu C. vulgaris, lakin aşağıya baxın), hal -hazırda bütün nüvə genomu ardıcıllığı məlumatları yoxdur. MinD-nin xloroplast FtsZ halqasının, onun siyanobakterial analoqu kimi yerləşməsini tənzimlədiyi göstərildi (Yang et al. 2008 Maple and Moller 2010 Yoshida et al. 2010 Miyagishima et al. 2011). FtsI, FtsW və SepF funksiyaları eukaryotik yosunlarda müəyyən edilməsə də, bu zülallar bakteriyanın bölünmə yerində lokallaşır və siyanobakteriyaların hüceyrə bölünməsində iştirak etdiyi göstərilmişdir (Marbouty et al. 2009a, 2009b).

Xloroplast bölmə kompleksinin sxematik görünüşü və siyanobakterial mənşəli xloroplast bölünmə zülallarının paylanması. (A) Bölmə kompleksinin komponentlərinin lokalizasiyası (Miyagishima et al. 2011 -dən dəyişdirilmişdir). Bölünmə yerini təyin edən yalnız bilinən bölgə lokalizasiya edilmiş komponentlər və zülallar göstərilir (Yang et al. 2008 Maple and Moller 2010 Yoshida et al. 2010 Miyagishima et al. 2011). Bəzi nəsillər xloroplastın bölünməsində iştirak edən iki növ FtsZ-yə malikdir. Viridiplantae-də bunlar FtsZ1 və FtsZ2 adlanır. PDV1, PDV2, MCD1 və PARC6 kimi quru bitkilərə xas olan bölünmə zülalları göstərilmir. Diaqramda göstərilməsə də, ARC3 eyni zamanda FtsZ halqasının yerləşdirilməsində iştirak edir və quru bitkilərinin nüvə genomlarında və yaşıl yosunların müəyyən nəsillərində kodlaşdırılmışdır. Çünki ARC3-də tapılmadı Cyanidioschyzon merolaXlamidomonas rehardtiiTam nüvə genomu ardıcıllığının mövcud olduğu bu işdəki ifadəni araşdıra bilmədik. MinC, FtsW, FtsI və SepFin siyanobakteriyaların bölünməsində iştirak etdiyi göstərildi (Marbouty et al. 2009a, 2009b), lakin xloroplastlarda bu zülalların funksiyası və lokalizasiyası müəyyən edilməmişdir. (B) Siyanobakteriya mənşəli xloroplast bölgüsü genlərinin paylanması və endosimbitotik gen transferinin çıxarılan vaxtı (Miyagishima et al. 2011-dən yenilənib). Ağac topologiyası Becker və Marin (2009) və Archibald (2009) əsasında qurulmuşdur. Budaq uzunluğu filogenetik məsafələri ifadə etmir. Proteinlər, Blast tərəfindən bütün genom bazasına qarşı axtarış edildi C. merolae, Ostreokok lucimarinus, C. reinhardtii, Physcomitrella patenlər, və Ərəbidopsis taliana. Digər hallarda, xloroplast genom məlumat bazalarında və EST məlumat bazalarında axtarışlar aparılmışdır Siyanofora paradoks, Guillardia teta, Nefroselmis olivacea, Xlorella vulqar, və Mesostiqma viride. Son beş orqanizm haqqında tam genomik məlumat olmadığından boş sütunlar var. Ulduzlar bu araşdırmada müəyyən edilmiş genləri göstərir. FtsZ sütununda "nm", FtsZ -nin qırmızı yosun ikincil endosymbiontdan əmələ gələn bir relikt nüvəsi olan nukleomorfda kodlandığını göstərir. "D", "E", "Z", "6" və "C" endosimbiotik gen köçürməsinin nəticələnmiş vaxtını göstərir. ağıl, minE, ftsZ, qövs 6 (ftn2 siyanobakteriyalarda) və minCmüvafiq olaraq. C. paradoks, Cyanophora paradoksi UTEX555 C. merolae, Cyanidioschyzon merolae 10D G. teta, Guillardia teta N. olivacea, Nefroselmis olivacea NIES-484 O. lucimarinus, Ostreococcus lucimarinus CCE9901 C. vulgaris, Chlorella vulgaris C-27 C. reinhardtii, Chlamydomonas reinhardtii M. virde, Mezostiqma viridi NIES-296 P. patens, Physcomitrella patens A. thaliana, Arabidopsis thaliana. Amin turşusu sıralarının GenBank -a daxil olma sayı əlavə cədvəl 1 -də (Əlavə material onlayn) ümumiləşdirilmişdir.

Xloroplast bölmə kompleksinin sxematik görünüşü və siyanobakterial mənşəli xloroplast bölünmə zülallarının paylanması. (A) Bölmə kompleksinin komponentlərinin lokallaşdırılması (Miyagishima et al. 2011-dən dəyişdirilib). Bölünmə yerini təyin edən yalnız bilinən bölgə lokalizasiya edilmiş komponentlər və zülallar göstərilir (Yang et al. 2008 Maple and Moller 2010 Yoshida et al. 2010 Miyagishima et al. 2011). Bəzi nəsillər xloroplast bölgüsündə iştirak edən iki növ FtsZ -ə malikdir. Viridiplantae -də bunlara FtsZ1 və FtsZ2 deyilir. PDV1, PDV2, MCD1 və PARC6 kimi quru bitkilərinə xas bölünmə zülalları göstərilmir. Diaqramdan çıxarılsa da, ARC3 həm də FtsZ halqasının yerləşdirilməsində iştirak edir və quru bitkilərinin nüvə genomlarında və yaşıl yosunların müəyyən nəsillərində kodlanır. Çünki ARC3 -də tapılmadı Cyanidioschyzon merolaXlamidomonas reinhardtii, tam nüvə genom ardıcıllığının mövcud olduğu, bu işdə ifadəni araşdıra bilmədik. MinC, FtsW, FtsI və SepF-nin siyanobakteriyaların bölünməsində iştirak etdiyi göstərilmişdir (Marbouty et al. 2009a, 2009b), lakin bu zülalların xloroplastlarda funksiyası və lokalizasiyası müəyyən edilməmişdir. (B) Siyanobakteriya mənşəli xloroplast bölgüsü genlərinin paylanması və endosimbitotik gen transferinin çıxarılan vaxtı (Miyagishima et al. 2011-dən yenilənib). Ağac topologiyası Becker and Marin (2009) və Archibald (2009) əsasında yaradılmışdır. Filial uzunluqları filogenetik məsafələri ifadə etmir. Proteinlər, Blast tərəfindən bütün genom bazasına qarşı axtarış edildi C. merolae, Ostreokok lucimarinus, C. reinhardtii, Fiskomitrel patenlər, və Ərəbidopsis taliana. Digər hallarda, axtarışlar xloroplast genom bazalarında və EST verilənlər bazalarında aparılmışdır Sianofora paradoks, Guillardia teta, Nefroselmis olivacea, Xlorella vulqar, və Mesostiqma viride. Son beş orqanizm haqqında tam genomik məlumat mövcud olmadığı üçün boş sütunlar var. Ulduzlar bu araşdırmada müəyyən edilmiş genləri göstərir. FtsZ sütununda "nm" FtsZ-nin qırmızı yosun ikincili endosimbionundan yaranan relikt nüvə olan nukleomorfda kodlandığını göstərir. "D", "E", "Z", "6" və "C" endosimbiotik gen transferinin çıxarılan vaxtını göstərir. ağıl, minE, ftsZ, qövs 6 (ftn2 siyanobakteriyalarda) və minCmüvafiq olaraq. C. paradoksa, Cyanophora paradoksi UTEX555 C. merolae, Cyanidioschyzon merolae 10D G. teta, Guillardia teta N. olivacea, Nefroselmis olivacea NIES-484 O. lucimarinus, Ostreococcus lucimarinus CCE9901 C. vulgaris, Chlorella vulgaris C-27 C. reinhardtii, Chlamydomonas reinhardtii M. virde, Mezostiqma viridi NIES-296 P. patens, Physcomitrella patens A. thaliana, Arabidopsis thaliana. Amin turşusu sıralarının GenBank -a daxil olma sayı əlavə cədvəl 1 -də (Əlavə material onlayn) ümumiləşdirilmişdir.

Bu tədqiqatın məqsədlərindən biri xloroplastın bölünməsi geninin ifadəsinin tənzimlənməsi ilə xloroplastdan nüvə genomuna endosimbiotik gen transferi arasındakı əlaqəni araşdırmaqdır. Beləliklə, hər bir orqanizmi ayrı -ayrılıqda xarakterizə etməzdən əvvəl, endosimbiotik gen köçürmə vaxtını çıxarmaq üçün siyanobakterial mənşəli məlum xloroplast bölgüsü genlərinin repertuarını və genlərin yerini (yəni nüvə və ya xloroplast genomu) müqayisə etdik (şəkil 1B). Xloroplast bölünmə genləri arasında FTSZ, ARC6, və MINC (MinC, FtsZ halqasının bakteriyalarda yerləşdirilməsində iştirak edir, lakin ökaryotik yosunlardakı funksiyası müəyyən edilməmişdir), bu genlərin mövcud yosunların ortaya çıxmasından əvvəl nüvə genomuna köçürüldüyünü irəli sürərək, yalnız nüvə genomunda tapılmışdır. soylar (şəkil 1B). Əksinə, ftsI, ftsW, və sepF yalnız xloroplast genomunda tapıldı və bu genlərin ev sahibi nüvə genomuna köçürülmək əvəzinə itirildiyini irəli sürdü. Paylanma sxemləri ftsIftsW bu genlərin fərqli nəsillərdə müstəqil olaraq dəfələrlə itirildiyini göstərir (şək. 1B).

Dağıtım nümunələri AĞIL (ağıl) və MİNƏ (minEgenlər göstərir ki, bu genlər aşağıda təsvir olunduğu kimi fərqli nəsillərdə müstəqil olaraq bir neçə dəfə nüvə genomuna köçürülmüşdür. EST verilənlər bazasında Blast axtarışlarından istifadə C. paradoks (Reyes-Prieto et al. 2006), nüvənin kodlu olduğunu gördük MİNİM (tam uzunluğu daxil olmaqla orf GenBank qoşulma nömrəsi EC659992) və AĞIL (210 bp ehtiva edir orf EH035858) cDNA ardıcıllığı. Onların ifadəsi RT-PCR ilə təsdiqləndi və biz daha uzun müddət klonladıq AĞIL cDNA (756 bp orf). MinE -nin MinD ilə birlikdə xloroplast genomunda kodlandığı əvvəllər bildirilsə də C. vulgaris (Wakasugi et al. 1997) (C-27, bu işdə istifadə edilən eyni suş), nukleotid ardıcıllığı və çıxarılan amin turşusu ardıcıllığı (NP_045873), o cümlədən digər orqanizmlərin genləri və ya zülalları ilə heç bir oxşarlıq göstərməmişdir. minE genlər və MinE zülalları Blast axtarışımızda. Əlavə olaraq tapdıq MİNİM cDNA (CAB42593) əvvəllər xarakterizə edilmiş nüvə cDNA klonlarında Auxenochlorella prototekoidləri (Hortensteiner et al. 2000) ilə sıx əlaqəlidir C. vulgaris. Buna görə də MinE -nin nüvə genomunda kodlaşdırılacağını gözləyirdik C. vulgaris və əslində nüvə MİNİM cDNA RT-PCR ilə tapıldı. MinE və MinD-nin kodlaşdırıldığı tapılmadı C. merolae genom, bu genlərin əcdadda itdiyini irəli sürür. Bununla birlikdə, hər iki protein kriptomonadın xloroplast genomunda kodlanır Guillardia teta, qırmızı yosunların ikincil endosimbiotik mənşəli xloroplastlarına sahibdir ki, bu da MinD və MinE-nin əvvəlcə qırmızı yosun əcdadının xloroplast genomunda kodlandığını göstərir. Bu paylanma nümunələrini nəzərə alaraq AĞIL (ağıl) və MİNİM (minE) genlər, endosymbiotic gen transferi ağıl qlaukofitlərin, xlorofizlərin (yaşıl yosunlar qrupu), Mamiellopisiyaların (yaşıl yosunlar qrupu) və quru bitkilərinin atalarında ən az dörd müstəqil halda meydana gəlmişdir (şəkil 1B). Endosimbiotik gen transferi minE qlaukofit və Viridiplantae (yaşıl yosunlar və streptofitlər) əcdadlarında ən azı iki dəfə müstəqil olaraq meydana gəlmişdir (şəkil 1B).Endosimbiotik genlərin köçürülmə vaxtları mülahizələrə əsaslanaraq çıxarıldığı üçün, ehtimal ki, hər bir gen üçün daha çox müstəqil köçürmə halları ola bilər.

Qırmızı Algada Xloroplast Bölmə Genlərinin və Zülallarının Hüceyrə Dövrü - Tənzimlənən İfadəsi C. merolae

Birhüceyrəli qırmızı yosun C. merolae hər hüceyrədə sitokinezdən əvvəl bir dəfə bölünən tək xloroplast var (şək. 2). Əvvəlki tədqiqatlar istifadə olunur C. merolae işıq/qaranlıq dövrü ilə sinxronlaşdırılmış xloroplast bölgüsü gen transkriptlərinin və zülalların xloroplast bölünməsinin başladığı qaranlıq dövrün başlanğıcı ətrafında xüsusi olaraq yığıldığını göstərdi (Takahara et al. 2000 Fujiwara et al. 2009 Yoshida et al. 2010). İşıq/qaranlıq dövrünün istifadəsi səbəbindən xloroplast bölünməsi genlərinin və zülallarının ifadəsinin işıq və ya sirkadiyalı ritmlərdən daha çox hüceyrə dövrü ilə tənzimlənib-tənzimləməsi hələ də aydın deyildi. Bundan əlavə, xloroplastın bölünməsinin vaxtı G2 və M fazalarına təyin edildi (Fujiwara et al. 2009 Yoshida et al. 2010), mahiyyətcə hüceyrə morfologiyası müşahidələrinə əsaslanaraq, lakin xloroplast bölünməsi geninin ifadəsinin və xloroplast bölünməsinin dəqiq vaxtı ilə əlaqədar olaraq. hüceyrə dövrünə dair məlumat verilməmişdir.

Qırmızı yosunların hüceyrə dövrü boyunca xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi Cyanidioschyzon merola. C. merolae Bu işdə 10D istifadə edildi. (A) Sinxron mədəniyyətdə hüceyrə dövrünün irəliləməsi C. merolae. Hüceyrələr 12 saat işıq və 12 saat qaranlıq dövrə ilə daxil edildi. İkinci dövrədəki hüceyrələr göstərilir. Hüceyrələri S və ya M fazında tutmaq üçün, göstərilən vaxtda kultura kamptotesin (DNT topoizomeraz-I inhibitoru) və ya MG-132 (proteazomların inhibitoru) əlavə edildi. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən yarı kəmiyyət RT -PCR analizləri. Xloroplast bölünmə genləri qutulu olur. Kəmiyyət nəzarəti kimi 18S rRNA (CMQ305R) istifadə edilmişdir. PCNA (CMS101C) və CDC20 (CMA138C) müvafiq olaraq S- və M-faza işarələri kimi istifadə edilmişdir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə zülallarının səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. (D) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ lokalizasiyası yaşıl floresansla, qırmızı isə xlorofilin avtofloresansıyla göstərilir. Ölçək çubuğu = 5 μm (A), 2 μm (D).

Qırmızı yosunların hüceyrə dövrü zamanı xloroplastların bölünməsi genlərinin və zülallarının ifadəsi Cyanidioschyzon merola. C. merolae Bu işdə 10D istifadə edildi. (A) Sinxron mədəniyyətində hüceyrə dövrünün irəliləməsi C. merolae. Hüceyrələr 12 saatlıq işıq və 12 saatlıq qaranlıq dövrlə doludur. İkinci dövrədə olan hüceyrələr göstərilir. Hüceyrələri S və ya M fazında tutmaq üçün, göstərilən vaxtda kultura kamptotesin (DNT topoizomeraz-I inhibitoru) və ya MG-132 (proteazomların inhibitoru) əlavə edildi. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən yarı kəmiyyət RT -PCR analizləri. Xloroplast bölünmə genləri qutulu olur. Kəmiyyət nəzarəti kimi 18S rRNA (CMQ305R) istifadə edilmişdir. PCNA (CMS101C) və CDC20 (CMA138C) müvafiq olaraq S- və M-faza işarələri kimi istifadə edilmişdir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə zülallarının səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. (D) FtsZ halqasının əmələ gəlməsinin vaxtını göstərən immunofluoressensiya mikroskopiyası. FtsZ-nin lokalizasiyası yaşıl flüoresanlıqla, qırmızı isə xlorofilin avtoflüoresansı ilə göstərilir. Ölçü çubuğu = 5 μm (A), 2 μm (D).

Xloroplastın bölünmə vaxtının birbaşa hüceyrə dövrü tərəfindən idarə olunduğunu yoxlamaq və əgər belədirsə, xloroplastın bölündüyü hüceyrə dövrü mərhələsini təyin etmək üçün inhibitorlardan istifadə edərək S və ya M fazında sinxron mədəniyyətdə olan hüceyrələri həbs etdik. hüceyrə dövrünün inkişafı. Hüceyrə dövrünün sirkadiyalı ritmlərlə tənzimləndiyi göstərilmişdir, lakin sirkadiyalı saat mexanizmi hüceyrə dövrünün inkişafından asılı olmayaraq salınır (Goto və Johnson 1995 Mori və Johnson 2001). Hüceyrələri S fazasında tutmaq üçün, mədəniyyətə DNT topoizomeraz I -nin spesifik bir inhibitoru olan kamptotesin əlavə edildi (Nishida və digərləri, 2005). RT -PCR analizləri göstərdi ki PCNA (bir S fazlı marker geni Pcna, DNT replikasiyası zamanı aparıcı lif sintezində iştirak edir, Morgan 2006) sabit qalır və CDC20 (M-faza marker geni Cdc20 metafazadan anafazaya keçiddə işləyir, Morgan 2006) transkripsiya edilmir, bu da inhibitoru olmayan mədəniyyətdən fərqlidir. PCNA transkript S fazasından sonra yox olur CDC20 transkript yığılır (şək. 2B). Bu nəticələr hüceyrələrin S fazasında kamptotesin tərəfindən səmərəli şəkildə tutulduğunu göstərir. M fazında hüceyrələri həbs etmək üçün, kulturaya bir proteazom inhibitoru olan MG-132 əlavə edildi (Nishida et al. 2005). RT -PCR analizləri göstərdi ki CDC20 inhibitoru olmayan mədəniyyətdən fərqli olaraq, sabit qalır CDC20 transkript M fazasından sonra yox olur (şək. 2B). Bu nəticələr hüceyrələrin M fazasında MG-132 tərəfindən səmərəli şəkildə tutulduğunu göstərir.

Hüceyrələr S fazasında tutulduqda, hüceyrələr bölünməsə də, xloroplastlar bölünməyə davam edərək, əvvəllər təsvir edildiyi kimi, hüceyrə başına dörd xloroplast ehtiva edən anormal hüceyrələr (şəkil 2A) meydana gətirir (Itoh və digərləri 1996 Nishida və digərləri 2005 ). RT -PCR analizləri, məlum olan bütün xloroplast bölünmə genlərinin transkript səviyyələrinin təxminən 12 -ci sinxron mədəniyyətdə ortaya çıxmasından sonra sabit qaldığını göstərdi (şəkil 2B). İmmunoblot analizləri, FtsZ2-1 və Drp5B zülallarının səviyyələrinin sinxron mədəniyyətdə təxminən 12-ci saatda ilk görünüşündən sonra da sabit qaldığını göstərdi (şəkil 2C). Bunun əksinə olaraq, hüceyrələr M fazasında tutulduqda, S fazasında bir dövrədən sonra xloroplast bölünməsi dayandı (şəkil 2A). RT–PCR və immunoblot analizləri göstərdi ki, xloroplast bölgüsü genlərinin və FtsZ2-1 və Drp5B zülallarının transkriptləri inhibitorsuz mədəniyyətdə olduğu kimi, S fazasından sonra yoxa çıxıb (şək. 2B və C). Bu nəticələr C. merolae təklif edir ki, 1) xloroplastın bölünməsi yalnız S fazasında baş verir, 2) bunun səbəbi xloroplastın bölünməsi kompleksinin xüsusi olaraq S fazasında əmələ gəlməsidir (şək. 2D) və 3) bu tənzimləmə ən azı qismən ifadə və ifadəyə əsaslanır. müvafiq olaraq S fazası və M fazası zamanı xloroplast bölmə kompleksinin komponentlərinin deqradasiyası.

Yaşıl Algada Xloroplast Bölmə Genlərinin və Zülallarının Hüceyrə Dövrü - Tənzimlənən İfadəsi C. reinhardtii

Ökaryotik yosunlar arasında xloroplast bölgüsünün tənzimlənməsindəki ümumi xüsusiyyətləri və fərqləri araşdırmaq üçün, hüceyrə dövrü ilə yaşıl yosundakı xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi arasındakı əlaqəni araşdırdıq. C. reinhardtii. C. reinhardtii hüceyrədə tək bir xloroplast var və bu xloroplast S/M fazasında bölünür. Hüceyrələr G1 fazasında çox qat böyüyür və sonra 4-16 qızı hüceyrə (şəkil 3A) istehsal etmək üçün iki -dörd dövr S/M mərhələsinə girir (şəkil 3A) (Surzycki 1971). Əvvəlki tədqiqatlar istifadə olunur C. reinhardtii bir işıq və qaranlıq dövrü ilə senkronize edildiyini, səviyyələrini göstərdi FTSZ1, FTSZ2, AĞIL, və MİNİM transkriptlər erkən qaranlıq dövrdə salınır (Adams et al. 2008 Hu et al. 2008). Bu salınım ya davamlı işıq, ya da qaranlıq bir şəraitdə davam etdiyi üçün (qaranlıq şəraitdə subyektiv-qaranlıq dövrdə zirvəyə çıxan, hüceyrələr hələ də heterotrofik bir mühitə bölünmüş) bir işıq və qaranlıq dövrü ilə əvvəlki girintidən sonra, bu ifadənin irəli sürüldüyü irəli sürüldü. sirkadiyalı ritmlə əlaqələndirilir (Hu et al. 2008). Bununla birlikdə, hüceyrə dövrü C. reinhardtii özü də sirkadiyalı ritmlə tənzimlənir (Goto və Johnson 1995) və buna görə də xloroplast bölünmə genlərinin ifadəsinin sirkadiyalı ritmlə yoxsa hüceyrə dövrü ilə tənzimləndiyi hələ də aydın deyil.

Yaşıl yosunların hüceyrə dövrü zamanı xloroplast bölünməsi genlərinin və zülalların ifadəsi Xlamidomonas reinhardtii. C. reinhardtii Bu işdə 137c (Chlorophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Sinxron mədəniyyətdə hüceyrə dövrünün irəliləməsi C. reinhardtii. Hüceyrələr 12 saatlıq işıq və 12 saatlıq qaranlıq dövrlə doludur. İkinci dövrədə olan hüceyrələr göstərilir. Hüceyrələri S fazasında tutmaq üçün, DNT sintezini maneə törədən deoksiadenosin, göstərilən vaxtda kultura əlavə edildi. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən yarı kəmiyyət RT -PCR analizləri. Xloroplast bölünmə genləri qutulu olur. EF-1α (XM_001696516) kəmiyyət nəzarəti olaraq istifadə edilmişdir. CYCA (XM_001693115) S-faza işarəsi kimi istifadə edilmişdir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplastın bölünməsi zülallarının səviyyələrindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. (D) FtsZ halqasının əmələ gəlməsinin vaxtını göstərən immunofluoressensiya mikroskopiyası. FtsZ lokalizasiyası yaşıl floresansla, qırmızı isə xlorofilin avtofloresansıyla göstərilir. Ölçü çubuğu = 10 μm (A), 2 μm (D).

Yaşıl yosunların hüceyrə dövrü boyunca xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi Xlamidomonas reinhardtii. C. reinhardtii Bu işdə 137c (Chlorophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Sinxron mədəniyyətində hüceyrə dövrünün irəliləməsi C. reinhardtii. Hüceyrələr 12 saatlıq işıq və 12 saatlıq qaranlıq dövrlə doludur. İkinci dövrədəki hüceyrələr göstərilir. Hüceyrələri S fazasında tutmaq üçün, DNT sintezini maneə törədən deoksiadenosin, göstərilən vaxtda kultura əlavə edildi. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən yarı kəmiyyət RT -PCR analizləri. Xloroplast bölgüsü genləri qutudadır. EF-1α (XM_001696516) kəmiyyət nəzarəti olaraq istifadə edilmişdir. CYCA (XM_001693115) S-faza markeri kimi istifadə edilmişdir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə zülallarının səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. (D) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ lokalizasiyası yaşıl floresansla, qırmızı isə xlorofilin avtofloresansıyla göstərilir. Ölçü çubuğu = 10 μm (A), 2 μm (D).

Sinxron mədəniyyətdən istifadə etməklə həyata keçirilən RT-PCR analizləri göstərdi ki, bütün məlum xloroplast bölünməsi genlərinin transkriptləri xüsusi olaraq S/M fazalarında (əlavə olaraq) yığılıb. FTSZ1, həm də var idi FTSZ2, AĞIL, və MİNİM, ARC6, MINC, və DRP5B) (şəkil 3B). Bu nümunə, işıq və qaranlıq dövrə ilə daxil olduqdan sonra davamlı işıq şəraitində də müşahidə edilmişdir. Hüceyrələr S/M fazasında DNT sintezini maneə törətdiyi sübut edilmiş deoksiadenozin tərəfindən tutulduqda. C. reinhardtii (Harper və John 1986), xloroplast bölünməsi genlərinin transkript səviyyələri və S/M-faza markeri C. reinhardtii, CYCA (Bisova et al. 2005) təxminən 12 -ci saatda göründükdən sonra sabit qaldı (şəkil 3B). Bu nəticə göstərir ki, xloroplastların bölünməsi genlərinin ifadəsi hüceyrə dövrü ilə tənzimlənir. Bundan əlavə, immunoblot analizləri göstərdi ki, FtsZ1, MinD və Drp5B zülalları xüsusi olaraq S/M fazalarında toplanır və sonra parçalanır (şəkil 3C). Hüceyrələr S fazasında həbs edildikdə protein səviyyələri sabit qaldı (şəkil 3C). İmmunofloresans mikroskopiyası göstərdi ki, FtsZ halqası yalnız S/M fazalarında əmələ gəlir (şəkil 3D). Bu nəticələr göstərir ki, S/M fazası zamanı xloroplast bölgüsü aparatının komponentlərinin ifadəsi və xloroplastın bölünməsindən sonra bu zülalların deqradasiyası yaşıl yosunlarda xloroplastın bölünməsi kompleksinin əmələ gəlməsi vaxtını məhdudlaşdırır. C. reinhardtii qırmızı yosundakı kimi C. merolae. Fərqli olaraq C. merolae (şək. 2A), xloroplastın bölünməsinin bölünmə sahəsinin daralması zamanı dayandığı ortaya çıxdı. C rehardtii hüceyrə S/M mərhələlərində tutulduqda (şəkil 3A), lakin səbəbi hazırda aydın deyil.

Yaşıl Yosunlarda Hüceyrə Dövrü ilə Xloroplast Bölmə Genlərinin və Zülalların İfadəsi Arasındakı Əlaqə C. vulgariMinD Proteininin Xloroplast Genomunda Kodlandığı s

Hər ikisində C. merolaeC. reinhardtii, bütün xloroplast bölünmə genləri nüvə genomunda kodlanır. Bunun əksinə olaraq, siyanobakterial mənşəli bir neçə xloroplast bölünmə geni hələ də müəyyən yosun nəsillərində xloroplast genomunda kodlanır (şəkil 1B). Xloroplast bölünməsi genlərinin xloroplastdan nüvə genomuna endosimbiotik gen transferi və həmçinin gen ifadəsinin ev sahibi hüceyrə dövrü ilə tənzimlənməsi arasındakı əlaqəni araşdırmaq üçün yaşıl yosunlarda xloroplast bölünməsi genlərinin və zülallarının ifadəsini araşdırdıq. C. vulgaris, burada MinD zülalının yuxarıda təsvir edildiyi kimi xloroplast genomunda kodlandığı. C. vulgaris hüceyrələrdə tək xloroplast var və hüceyrə dövrü işıq və qaranlıq dövrə ilə sinxronlaşdırıla bilər (Tamiya et al. 1953). Kimi C. reinhardtii, hüceyrələr G1 fazasında böyüyür və sonra 4-16 qız hüceyrə çıxarmaq üçün S/M fazlarının iki -dörd turuna girirlər (şəkil 4A) (Tamiya et al. 1953).

Yaşıl yosunların hüceyrə dövrü boyunca xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi Xlorella vulqar. C. vulgaris Bu işdə C-27 (Trebouxiophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Sinxron mədəniyyətində hüceyrə dövrünün inkişafı Xlamidomonas reinhardtii. Hüceyrələr 16 saatlıq işıq və 8 saatlıq qaranlıq bir dövrlə doludur. Üçüncü dövrədəki hüceyrələr göstərilir. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən yarı kəmiyyət RT -PCR analizləri. Xloroplast bölünmə genləri qutulu olur. EF-1α və xloroplast kodlu rpoA (NC_001865) kəmiyyət nəzarəti olaraq istifadə edilmişdir. "N" və "CP" sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölünmə zülallarının səviyyəsindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. N və CP sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış zülalları göstərir. Diqqət edin, hüceyrələr 4 saat daha qaranlıqda (B) və (C). Ölçək çubuğu = 5 μm.

Yaşıl yosunların hüceyrə dövrü boyunca xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi Xlorella vulqar. C. vulgaris Bu işdə C-27 (Trebouxiophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Sinxron mədəniyyətində hüceyrə dövrünün inkişafı Xlamidomonas reinhardtii. Hüceyrələr 16 saatlıq işıq və 8 saatlıq qaranlıq bir dövrlə doludur. Üçüncü dövrədəki hüceyrələr göstərilir. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölgüsü genlərinin mRNT səviyyələrində dəyişiklik göstərən yarı kəmiyyətli RT-PCR analizləri. Xloroplast bölgüsü genləri qutudadır. EF-1α və xloroplastla kodlanmışdır rpoA (NC_001865) kəmiyyət nəzarəti kimi istifadə edilmişdir. "N" və "CP" sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplastın bölünməsi zülallarının səviyyələrindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. N və CP sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış zülalları göstərir. Qeyd edək ki, hüceyrələr daha 4 saat qaranlıqda (B) və (C). Ölçü çubuğu = 5 μm.

RT-PCR analizləri C. vulgaris işıq və qaranlıq dövrü ilə sinxronlaşdırılan nüvənin kodlu olduğunu göstərdi FTSZ1, DRP5B, və MİNİM transkriptlər xloroplastın bölünməsi zamanı toplanmışdır (şəkil 4B). Xloroplast kodlaşdırılmış transkript səviyyəsi ağıl həmçinin xloroplastın bölünmə vaxtına uyğun gələn işıq/qaranlıq keçidi ətrafında zirvəyə çataraq salınır. Bununla birlikdə, işıq və qaranlıq dövrə ilə daxil olduqdan sonra davamlı işıq altında ağıl transkript səviyyəsi fərqli olaraq artmağa davam etdi FTSZ1, DRP5B, və MİNİM, xloroplast bölgüsündən sonra azaldı (şəkil 4B). Bu nəticələr göstərir ki, xloroplastın transkript səviyyəsi kodlanmışdır ağıl hüceyrə dövrü və xloroplastın bölünmə vaxtından çox işıq vəziyyətinə uyğun olaraq dəyişir. İmmunoblot analizləri göstərdi ki, nüvə ilə kodlanmış FtsZ1, Drp5B və MinE zülalları xloroplastın bölünmə vaxtından əvvəl (MinE) və ya ətrafında (FtsZ1 və Drp5B) yığılıb, halbuki xloroplastla kodlanmış MinD səviyyəsi hüceyrə dövrü ərzində sabit qalıb. Bu xloroplast kodlu MinD zülal modeli, nüvə ilə kodlanmış MinD zülalı ilə ziddiyyət təşkil edir C. reinhardtiiev sahibi hüceyrə dövrü ilə MinD ifadəsinin tənzimləyici sisteminin endosymbiotic gen transferindən sonra qurulduğunu irəli sürür. ağıl xloroplastdan nüvə genomuna qədər, ən azından bu yaşıl yosun nəslində. Hüceyrə divarları çox qalın olduğu üçün immunofloresans mikroskopiyası ilə xloroplast bölünmə kompleksinin yaranma vaxtını müşahidə edə bilmədik. C. vulgaris. Bununla belə, Drp5B zülalı yalnız xloroplastın bölünməsi zamanı ifadə edilir və bu, yetkin bölünmə kompleksinin yalnız hüceyrə dövrünün müəyyən bir dövründə meydana gəldiyini göstərir. C. vulgaris.

Hüceyrə Dövrü ilə Qlokofit Yosununda Kloroplast Bölməsinin Gen və Zülallarının İfadəsi Arasındakı Əlaqələr C. paradoks

Xloroplast bölünməsinin qlokofitlərdə də hüceyrə dövrü ilə tənzimləndiyini müəyyən etmək üçün qlokofitdəki xloroplast bölünmə genlərinin və zülallarının ifadəsini araşdırdıq. C. paradoks. Qlokofitlər, digər nəsillərdəki xloroplastlardan fərqli olaraq, iki xloroplast zərf membranı arasında bir peptidoglikan təbəqəsi saxlamış və Plantae təkamülündə ən erkən budaqlandığı irəli sürülmüşdür (Reyes-Prieto və Bhattacharya 2007). Kloroplastların (siyanellər adlanır) sayı C. paradoks hüceyrə birdən altıya qədər dəyişir, lakin mədəniyyətimizdəki hüceyrələrin əksəriyyəti əvvəllər bildirildiyi kimi hər hüceyrədə iki və ya dörd xloroplast ehtiva edir (Pickett-Heaps 1972 Sato et al. 2007).Hüceyrə dövrünü işıq və qaranlıq dövrü ilə sinxronizasiya etmək üçün bir neçə şərti sınadıq, ancaq sinxronizasiya əldə edə bilmədik. Buna görə də, S fazasındakı hüceyrələri aphidicolin ilə tutaraq və davamlı işıq şəraitində aphidicolin çıxararaq hüceyrə dövrünü yenidən başlatmaqla hüceyrələri sinxronlaşdırdıq. Sitokinez zamanı hüceyrələr əsasən afidikolin çıxarıldıqdan təxminən 6 saat sonra müşahidə edildi (şək. 5A), bu, hüceyrələrin sinxron şəkildə M fazasına daxil olduğunu göstərir. S-faza markerinin RT-PCR analizləri, PCNAvə M-faza işarəsi, CYCB (encoding ann M-faza siklin), həmçinin mədəniyyətin sinxronizasiya edildiyini göstərdi (şək. 5B).

Qlaukofit yosun C. paradoxa hüceyrə dövrü ərzində xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi. Bu işdə C. paradoxa UTEX555 istifadə edilmişdir. (A) sinxron mədəniyyətdə hüceyrə dövrünün inkişafı Sianofora paradoks. Hüceyrələr 24 saat davamlı işıq altında aphidikolin (DNT polimerazının inhibitoru) ilə S fazasında tutuldu və sonra afidikolin çıxarılması ilə birlikdə davamlı işıq altında hüceyrə dövrü yenidən başladıldı. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölgüsü genlərinin mRNT səviyyələrində dəyişiklik göstərən yarı kəmiyyətli RT-PCR analizləri. Xloroplast bölgüsü genləri qutudadır. EF-1α kəmiyyət nəzarəti kimi istifadə edilmişdir. PCnacycB S- və M-faza işarələri kimi istifadə olunur. “N” və “CP” müvafiq olaraq nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplastın bölünməsi zülallarının səviyyələrindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. N və CP sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış zülalları göstərir. (D) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ lokalizasiyası yaşıl floresansla, qırmızı isə xlorofilin avtofloresansıyla göstərilir. Ölçü çubuqları = 10 μm (AD).

Qlaukofit yosun C. paradoxa hüceyrə dövrü ərzində xloroplast bölgüsü genlərinin və zülallarının ifadəsi. Bu tədqiqatda C. paradoxa UTEX555 istifadə edilmişdir. (A) sinxron mədəniyyətdə hüceyrə dövrünün inkişafı Sianofora paradoks. Hüceyrələr 24 saat davamlı işıq altında aphidikolin (DNT polimerazının inhibitoru) ilə S fazasında tutuldu və sonra afidikolin çıxarılması ilə birlikdə davamlı işıq altında hüceyrə dövrü yenidən başladıldı. (B) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplast bölgüsü genlərinin mRNT səviyyələrində dəyişiklik göstərən yarı kəmiyyətli RT-PCR analizləri. Xloroplast bölgüsü genləri qutudadır. EF-1α kəmiyyət nəzarəti olaraq istifadə edilmişdir. PCnacycB S- və M-faza işarələri kimi istifadə olunur. “N” və “CP” müvafiq olaraq nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) Sinxron mədəniyyət zamanı xloroplastın bölünməsi zülallarının səviyyələrindəki dəyişikliyi göstərən immunoblot analizləri. N və CP sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış zülalları göstərir. (D) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ lokalizasiyası yaşıl floresansla, qırmızı isə xlorofilin avtofloresansıyla göstərilir. Ölçək çubuqları = 10 μm (AD).

RT-PCR, hüceyrə dövrü boyunca nüvənin transkript səviyyələrinin kodlandığını göstərdi AĞILMİNİM dəyişdi, S fazasında zirvəyə çatdı (şək. 5B), halbuki nüvənin kodlaşdırdığı transkript səviyyələri FTSZ və xloroplastla kodlanmışdır ftsWsepF sabit qaldı (şək. 5B). İmmunoblot təhlilləri göstərdi ki, MinD və MinE zülallarının səviyyələri S fazasında pik həddə çatır, FtsZ səviyyəsi isə hüceyrə dövrü boyunca sabitdir (şəkil 5C), müvafiq transkriptlərin səviyyələri kimi (şəkil 5B). daimi ifadəsindən fərqli olaraq sepF transkript (şəkil 5B), SepF protein səviyyəsi dəyişdi, S fazasında pik nöqtəyə çatdı (şəkil 5C). Hüceyrə dövrü ərzində FtsZ səviyyəsi sabit qalsa da, FtsZ halqaları əsasən S fazasında hüceyrələrdə müşahidə olunurdu (şəkil 5D). Bu nəticələr göstərir ki, xloroplastla kodlanmış bölünmə genlərinin transkripsiyası ev sahibi hüceyrə dövrü ilə tənzimlənmir. C. vulgaris minD. Nəticələr, ev sahibi hüceyrənin, nüvə ilə kodlanmış xloroplast bölgüsü genlərinin/zülallarının hamısının deyil, yalnız bir hissəsinin hüceyrə dövrü əsaslı tənzimlənməsi ilə xloroplast bölünmə vaxtını təyin edə biləcəyini göstərir.

Hüceyrə Dövrü və Streptofit Yosununda Kloroplast Bölməsinin Gen və Zülallarının İfadəsi Arasındakı Əlaqələr M. viride

Birincil xloroplastlara (qlaukofitlərə, həmçinin qırmızı və yaşıl yosunlara) malik olan üç əsas eukaryotik yosun qrupunda xloroplast bölünmə vaxtının tənzimlənməsini araşdırdıq. Nəhayət, streptofit yosunlarındakı əlaqəni araşdırdıq M. viride, müəyyən yosun növləri və quru bitkilərini ehtiva edən streptofitlərin ən erkən ayrılan üzvlərindən biridir (Becker və Marin 2009 Delwiche və Timme 2011). M. viride bir hüceyrədə bir fincan şəkilli xloroplast var. Çünki sinxronizasiya edə bilmədik M. viride müxtəlif işıq və qaranlıq dövrlər və ya dərman müalicəsi ilə, mikro axıcı cihazdan istifadə edərək, sinxron olmayan çoxalma hüceyrələrini, sırasıyla daha kiçik və daha böyük hüceyrələri olan iki fraksiyaya ayırdıq (şəkil 6A). Fraksiyalanma, RT -PCR analizi üçün kifayət qədər hüceyrə əldə etdi, ancaq immunoblotlama etmədi. RT -PCR, S fazındakı hüceyrələrin olduğunu təsdiqlədi PCNA) və M fazası (ifadə CYCB) daha böyük hüceyrələrin hissəsində zənginləşdirilmişdir (şəkil 6B). Təhlillər göstərdi ki, nüvənin transkriptləri kodlanır FTSZDRP5B xloroplast kodlaşdırılmış transkriptləri isə daha böyük hüceyrələrin bir hissəsi ilə zənginləşdirilmişdir ağıl, ftsI, və ftsW daha kiçik və daha böyük hüceyrə fraksiyalarında bərabər paylanır (şəkil 6B). İmmunofluoressensiya mikroskopiyası FtsZ halqasının yalnız daha böyük hüceyrələrdə olduğunu aşkar etdi (şək. 6C). Bu nəticələr göstərir ki, xloroplast bölünmə kompleksinin əmələ gəlməsi və nüvə ilə kodlanmış, lakin xloroplastla kodlanmamış xloroplast bölünmə genlərinin transkripsiyası ev sahibi hüceyrə dövrü ilə tənzimlənir. M. virideyaşıl yosunlarda müşahidə edildiyi kimi C. vulgaris və qlokofit yosunu C. paradoks.

Hüceyrə dövrü ərzində xloroplastların bölünməsi genlərinin ifadəsi Mesostiqma viride. M. viride Bu işdə NIES-296 (Streptophyta, Mesostigmatophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Kiçik hüceyrələr və daha böyük bölünən hüceyrələr, davamlı işıq altında, logfaza mədəniyyətindən mikrofluidic bir cihazla ayrıldı. (BKiçik hüceyrələr (S) və daha böyük bölünən hüceyrələr (L) arasındakı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyələrini müqayisə edən yarı kəmiyyət RT -PCR təhlili. Xloroplastların bölünməsi genləri qutudadır. EF-1α (DQ394295) kəmiyyət nəzarəti kimi istifadə edilmişdir. PCNA (DN262911) və CYCB (EC728922) S və M fazı markerləri kimi istifadə edilmişdir. "N" və "CP" sırasıyla nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ-nin lokalizasiyası yaşıl flüoresanla göstərilir. Diferensial müdaxilə kontrast görüntüləri və floresan şəkillər birləşdirilir. Ölçək çubuğu = 20 μm (A) və 10 μm (C).

Hüceyrə dövrü boyunca xloroplast bölünmə genlərinin ifadəsi Mesostiqma viride. M. viride Bu tədqiqatda NIES-296 (Streptophyta, Mesostigmatophyceae) istifadə edilmişdir. (A) Kiçik hüceyrələr və daha böyük bölünən hüceyrələr davamlı işıq altında log-faza mədəniyyətindən mikrofluidik cihazla ayrıldı. (BKiçik hüceyrələr (S) və daha böyük bölünən hüceyrələr (L) arasındakı xloroplast bölünmə genlərinin mRNA səviyyələrini müqayisə edən yarı kəmiyyət RT -PCR təhlili. Xloroplast bölünmə genləri qutulu olur. EF-1α (DQ394295) kəmiyyət nəzarəti kimi istifadə edilmişdir. PCNA (DN262911) və CYCB (EC728922) S və M fazı markerləri kimi istifadə edilmişdir. “N” və “CP” müvafiq olaraq nüvə və xloroplast genomunda kodlanmış genləri göstərir. (C) FtsZ halqasının yaranma vaxtını göstərən immunofloresans mikroskopiyası. FtsZ-nin lokalizasiyası yaşıl flüoresanla göstərilir. Diferensial müdaxilə kontrastlı şəkillər və flüoresan təsvirlər birləşdirilir. Ölçü çubuğu = 20 μm (A) və 10 μm (C).


Hüceyrə dövrü

Hüceyrə dövrü hüceyrə böyüməsi və inkişafı ilə əlaqəli bütün dəyişikliklərə aiddir. Bu, hüceyrənin öz genomunu (genetik məlumatların tam dəsti) təkrarladığı, hüceyrənin digər komponentlərini sintez etdiyi və nəticədə iki qız hüceyrəyə bölündüyü dəyişikliklər seriyasıdır. Hüceyrə dövrü protein siklini tərəfindən idarə olunur, Siklindən asılı kinazlar (CDK). İki hüceyrə dövrü arasındakı interval nəsil vaxtı adlanır.

Hüceyrə dövrü üç əsas mərhələdən ibarətdir:

2) M fazası və ya mitotik faza

Hüceyrə vaxtın 75%-dən 95%-ə qədərini İnterfazada (İntermitoz və ya istirahət mərhələsi), qalan vaxtını isə M-fazasında keçirir.

Bir hüceyrə bölünməsinin sonu ilə bir sonrakı hüceyrə bölünməsinin başlanğıcı arasındakı mərhələdir. Baxmayaraq ki, hüceyrə bu mərhələdə istirahət edir, lakin əslində metabolik cəhətdən çox aktivdir, çünki hüceyrə bir sıra biosintetik fəaliyyətlərlə növbəti hüceyrə bölünməsinə hazırlaşır. Üç alt mərhələdən ibarətdir.

i) G.1 faza (boşluq 1 və ya birinci böyümə mərhələsi)

  • Ən uzun faza.
  • Hüceyrənin böyüməsi və ümumi metabolik fəaliyyəti baş verir
  • Hüceyrə nüvəsi böyüyür.
  • Hüceyrə orqanelləri sayca çoxalır
  • Enerji baxımından zəngin birləşmələr (karbohidratlar, lipidlər və zülallar) və RNT əmələ gəlir.

ii) Sintetik faza və ya S- faza

  • DNT -nin replikasiyası və histon protiens sintezi meydana gəlir.
  • İki xromatid olan xromosomlar sentromer tərəfindən bir yerdə tutulur.

iii) G.2 faza (Gap-2 fazası və ya ikinci artım fazası)

  • DNT -nin replikasiyası dayanır.
  • RNT və zülal sintezi baş verir.
  • Hüceyrə orqanoidləri çoxalır.


Qeyd etmək
G -nin sonunda1 fazada, hüceyrə dövrünü davam etdirmək və S fazasına girmək və ya hüceyrə dövrünü dayandırıb G daxil etmək üçün iki variant var° faza (mitogenlərin və enerjiyə zəngin birləşmələrin azlığı səbəbindən hüceyrə dövranının həbs olunduğu yer). Mitogenlərin və enerji baxımından zəngin birləşmələrin mövcudluğunun həlledici amili yoxlama nöqtəsi adlanır. Növbəti yoxlama nöqtəsi G arasında yerləşir2 mil və hüceyrə böyüməsi üçün lazım olan RNA və zülalların bolluğunun yoxlandığı faza və M fazası.

M fazası (mitotik faza)

mən) Karyokinez: Karyokinez nüvənin bölünməsidir və 4 mərhələdə tamamlanır: profilaktika, metafaza, anafaza və telofaza.

II) Sitokinez: Sitokinez sitoplazmanın bölünməsidir. Bitki hüceyrələrində sitokinez hüceyrə lövhəsi üsulu ilə, heyvanlarda isə parçalanma və ya daralma üsulu ilə baş verir.

Hüceyrə dövrünün müddəti 

Hüceyrə dövrünün müddəti Hüceyrə növündən və temperatur, qida və oksigen təchizatı kimi xarici amillərdən asılıdır. Normalda insan hüceyrələri hər 24 saatda bölünür (G.-də 10 saat).1 faza, S fazasında 9 saat, G -də 4 saat2 faza və M fazasında 1 saat).


Videoya baxın: Bananın orqanizm üçün möcüzəvi faydaları (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Weorth

    Bəli, düzgün dedin

  2. Salkis

    Sözünüzü kəsdiyim üçün üzr istəyirik, zəhmət olmasa bir az daha ətraflı təsvir edə bilərsiniz.

  3. Sutton

    Gülmək günah deyil, amma belə məlumatları oxuyarkən bunu etiraf etmək məni ən azından təəccübləndirdi! :))



Mesaj yazmaq