Hvordan mikrotubuli giver slip på deres vedhæftninger under celledeling

Under celledeling kræver nøjagtig segregering af kromosomer den dynamiske regulering af mikrotubuli-vedhæftninger til kinetochorerne, proteinkomplekser, der samles ved kromosomernes centromerer. Mikrotubuli er lange, cylindriske polymerer af tubulin-underenheder, der spiller afgørende roller i forskellige cellulære processer, herunder kromosomadskillelse. For at sikre korrekt kromosomadskillelse skal mikrotubuli gennemgå cyklusser med vedhæftning og løsrivelse til kinetochorerne.

Lad os dykke ned i mekanismerne, hvorved mikrotubuli slipper deres vedhæftninger under celledeling:

1. Mitotisk fosforylering:

- Når celler går ind i mitose, bliver specifikke kinaser, såsom Aurora B-kinase, aktiveret.

- Aurora B kinase phosphorylerer forskellige komponenter i kinetochore og nærliggende mikrotubuli-bindende proteiner.

- Fosforylering svækker interaktionerne mellem mikrotubuli og kinetochorerne, hvilket fremmer mikrotubulusløsning.

2. Destabilisering af Microtubule Plus-ender:

- Plus-ender af mikrotubuli er dynamiske og gennemgår polymerisering og depolymerisering.

- Under celledeling ophobes visse proteiner, såsom kinesin-13 motorproteiner, ved kinetochorerne.

- Kinesin-13 motorer destabiliserer mikrotubuli plus ender, hvilket fører til katastrofe, en hurtig adskillelse af mikrotubuli.

- Katastrofe får mikrotubuli til at forkorte og løsne sig fra kinetochorerne.

3. Brud af mikrotubuli:

- I nogle tilfælde kan mikrotubuli afskæres eller knækkes for at frigøre deres vedhæftninger til kinetochorerne.

- Specialiserede enzymer kaldet mikrotubuli-afskærende enzymer, såsom katanin og spastin, kan spalte mikrotubuli.

- At adskille mikrotubuli fører til dannelsen af ​​frie mikrotubuli-ender, som derefter kan gennemgå depolymerisering eller genbinding til forskellige kinetochorer.

4. Poleward flux:

- Under anafasen trækkes de adskilte søsterkromatider mod modsatte spindelpoler.

- Mikrotubuli, der har løsnet sig fra en kinetochore, kan gennemgå poleward flux og glide langs spindelfibrene mod spindelpolerne.

- Poleward flux drives af motoriske proteiner, såsom dynein og kinesin, som bevæger sig langs mikrotubulierne.

- Ved at frigive deres bindinger til kinetochorerne undergår mikrotubuli dynamiske omlejringer for at tillade korrekt segregation af kromosomer under celledeling. Præcis regulering af disse løsrivelsesmekanismer er afgørende for at sikre trofastheden og nøjagtigheden af ​​celledeling. Dysregulering af mikrotubuli-vedhæftninger kan føre til kromosomfejlstilling og aneuploidi, som er forbundet med forskellige genetiske lidelser og sygdomme.