Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ - ΓΗΡΑΝΣΗ Ιωάννης Π. Τρουγκάκος Τομέας Βιολογίας Κυττάρου & Βιοφυσικής Τμήμα Βιολογίας, Παν/μιο Αθηνών.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ - ΓΗΡΑΝΣΗ Ιωάννης Π. Τρουγκάκος Τομέας Βιολογίας Κυττάρου & Βιοφυσικής Τμήμα Βιολογίας, Παν/μιο Αθηνών."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ - ΓΗΡΑΝΣΗ Ιωάννης Π. Τρουγκάκος Τομέας Βιολογίας Κυττάρου & Βιοφυσικής Τμήμα Βιολογίας, Παν/μιο Αθηνών

2 Πόλος κινετοχώρος μικροσωληνίσκος αργός αποπολυμερισμός αργός πολυμερισμός γρήγορος πολυμερισμός γρήγορος αποπολυμερισμός αργός αποπολυμερισμός αργός αποπολυμερισμός αργός πολυμερισμός αργός αποπολυμερισμός Αρχικά τα χρωμοσώματα προσδένονται μέσω του κινετοχώρου σε μικροσωληνίσκους που διαφέρουν σημαντικά όσον αφορά το μέγεθος τους. Καθώς η προμετάφαση συνεχίζεται η ανισορροπία αυτή διορθώνεται λόγω πρόσθεσης τουμπουλίνης στο κινετοχώρο του μικρού σε μήκους μικροσωληνίσκου και επιμήκυνση του που συνοδεύεται από αποπολυμερισμό στον κινετοχώτο του μεγάλου σε μήκος μικροσωληνίσκου (ενώ παράλληλα και στους δύο πόλους παρατηρείται αργός απόπολυμερισμός). Σαν αποτέλεσμα το χρώμοσωμα μετακινείται προς την μεταφασική πλάκα μέχρι του σημείου όπου το μήκος των μικροσωληνίσκων θα είναι παρόμοιο (επίπεδο μεσοφασικής πλάκας) και οι αντίρροπες δυνάμεις θα εξισορροπηθούν. Η ρόλος των μικροσωληνίσκων κατά τη μετακίνηση των χρωμοσωμάτων και τη δημιουργία της μεταφασικής πλάκας

3 Στη διαδικασία της κίνησης των χρωμοσωμάτων επάνω στους μικροσωληνισμους καθώς και στη γενικότερη οργάνωση της ατράκτου σημαντικό ρόλο παίζουν οι πρωτεΐνες κίνησης. Οι λειτουργίες τους μπορούν να διακριθούν σε 3 κατηγορίες: α. Σε αυτές που εντοπίζονται μεταξύ των πολικών μικροσωληνίσκων και πιθανώς παίζουν κάποιο ρόλο στο να διατηρούνται οι πόλοι μακριά. β. Στις πρωτεΐνες κίνησης που βρίσκονται στον κινετοχώρο και οι οποίες συμμετέχουν στις ταλαντώσεις που κάνουν τα χρωμοσώματα κατά την προμετάφαση, στη διατήρηση των χρωμοσωμάτων στη μεταφασική πλάκα και στο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων κατά την ανάφαση. γ. Στις πρωτεΐνες κίνησης που εντοπίζονται μεταξύ των αλληλοσυμπλεκόμενων μικροσωληνίσκων στην περιοχή του ισημερινού και είναι πιθανώς υπεύθυνες για την επιμήκυνση της ατράκτου κατά τη φάση της ανάφασης B. ΑΝΑΦΑΣΗ

4        α β γ (α) Προμετάφαση. Τα δύο μισά της μιτωτικής ατράκτου μετακινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις προς τους δύο πόλους που πιστεύεται ότι είναι αποτέλεσμα της δράσης των πρωτεϊνών κίνησης που κατευθύνονται στα + άκρα που προσδένονται στους πολικούς μικροσωληνίσκους (  ). Εν τω μεταξύ τα χρωμοσώματα έχουν προσδεθεί στους χρωμοσωμικούς μικροσωληνίσκους και ταλαντεύονται μπρος-πίσω πιθανώς σαν αποτέλεσμα της δράσης πρωτεϊνών κίνησης που κατευθύνονται είτε στα + (  ) είτε στα – (  ) άκρα και βρίσκονται στους κινετοχώρους. (β) Κατά τη μετάφαση τα δύο μισά της ατράκτου διατηρούν το διαχωρισμό τους σαν αποτέλεσμα της ενεργότητας των + κατευθυνόμενων πρωτεϊνών κίνησης των πολικών μικροσωληνίσκων (  ). Τα χρωμοσώμα παραμένουν στη μεταφασική πλάκα πιθανώς σαν αποτέλεσμα της ισορροπημένης ενεργότητας των πρωτεϊνών κίνησης που βρίσκονται στον κινετοχώρο (  ). (γ) Τέλος κατά την ανάφαση η κίνηση των χρωμοσωμάτων προς τους πόλους επιτυγχάνεται μέσω της δράσης των – κατευθυνόμενων πρωτεϊνών κίνησης (  ), ενώ ο διαχωρισμός των πόλων (ανάφαση Β) είναι αποτέλεσμα της συνεχόμενης ενεργότητας των + κατευθυνόμενων πρωτεϊνών κίνησης των πολικών μικροσωληνίσκων (  ). Προτεινόμενο μοντέλο για τη δράση των πρωτεϊνών κίνησης κατά τη μίτωση.

5 Οι φάσεις της μίτωσης

6 Καθώς τα χρωμοσώματα φτάνουν στα δύο άκρα συσσωρέυονται σε μια μάζα. Το σημείο αυτό σηματοδοτεί και την έναρξη του τελικού σταδίου της μίτωσης που ονομάζεται τελόφαση μετά το πέρας της οποίας το κύτταρο επιστρέφει στην μεσοφασική κατάσταση. Ο πυρηνικός φάκελος επανασχηματίζεται καθώς μικρά μεμβρανικά κυστίδια περιβάλλουν τα χρωμοσώματα και συντήκονται μεταξύ τους έτσι ώστε τελικά να περιβάλλουν όλα τα χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα στο στάδιο παύουν να είναι ορατά στο φωτονικό μικροσκόπιο, ενώ παράλληλα αρχίζει ο σχηματισμός του ER και του Golgi μέσω σύντηξης μεμβρανών. ΤΕΛΟΦΑΣΗ

7 Μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (TEM) έδειξαν ότι οι μικροσωληνίσκοι είναι οργανωμένοι γύρω από διάκριτες εστίες όπως κεντρίδια, βασικά σωμάτια και κινητοχώρους (στην περίπτωση των μεταφασικών χρωματοσωμάτων). Οι εστίες αυτές ονομάστηκαν από τον Ρickett Heaps « κέντρα οργάνωσης μικροσωληνίσκων » (ΜΤΟC micrοtubυle οrganizing centers). Τα πιο πολλά κύτταρα, περιέχουν κατά τη μεσόφαση, ένα ΜΤOC που σuνήθως βρίσκεται στην περιοχή του κεντροσώματος (κάπου στο κέντρο του κυττάρου) και αντιστοιχεί στο κεντρίδιο (ή κεντριόλιο, centriole), μαζί με τον περι- κεντριδικό χώρο. Κάθε ΜΤΟC, όπως και τα κεντρίδια, διπλασιάζεται κατά τη φάση S του κυτταρικού κύκλου όπως ήδη περιγράφηκε πιο πάνω. Έτσι τα ΜΤΟCs θα πρέπει να θεωρούνται σαν «κληρονομήσιμοι κυτταροπλασματικοί καθοριστές», που διαθέτουν προγραμματισμό οργάνωσης των μικροσωληνίσκων. Το μήκος των μικροσωληνiσκων αυτών μπορεί να ρυθμίζεται με τη συμμετοχή μικροϊνιδίων ακτίνης και ενδιάμεσων, ινιδίων χωρίς να είναι γνωστό πως ακριβώς πραγματοποιείται η ρύθμιση αυτή. Aκριβώς επειδή κληρονομούνται από πατρικό κύτταρο σε θuγατρικό, τα ΜΤΟC θεωρούνται σαν φορείς του κυτταρικού μεγέθους και σχήματος, προγραμματισμένα να σχηματίσουν μικροσωληνίσκους ορισμένου μήκους σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Πειράματα του Βrinkley και συνεργατών έδειξαν πως πράγματι τα ΜΤΟC είναι υπεύθυνα για την ενεργότητα αυτή και όχι οι υπομονάδες τουμπουλίνης, γιατί απομονωμένα ΜΤΟC σχηματίζουν το καθορισμένο πλέγμα μικροσωληνίσκων ανεξάρτητα από την πηγή προέλευσης των μορίων τουμπουλίνης. Στην περίπτωση αυτή, το + άκρο των μικροσωληνίσκων είναι προς το αναπτυσσόμενο άκρο. Πάντως δεν αποκλείεται η συμμετοχή κυτταροπλασματικών παραγόντων (π.χ. φωσφορυλίωση «πρωτεϊνών που σχετίζονται με μικροσωληνίσκους» -ΜAΡ-micrοtubule assοciated prοteins) στη ρύθμιση του τελικού μήκους των ΜΣ (π.χ. με κάλυψη της τελευταίας υπομονάδας ώστε να μη μπορεί να προστεθεί νέο μόριο τουμπουλίνης). ΚΕΝΤΡΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ ΜΙΚΡΟΣΩΛΗΝΙΣΚΩΝ (MTOC)

8 Κεντροσωμάτια Τα κεντροσωμάτια (Κ) (centrοsοmes) είναι δομές που σχηματίζουν τους πόλους της ατράκτου σε όλα τα ζωικά κύτταρα, καθώς και σε πολλά κατώτερα φυτά και πρωτόζωα. Κατά τη μεσόφαση το Κ εντοπίζεται κοντά στον πυρήνα παίρνοντας θέση στο κέντρο περίπου του κυττάρου και κατευθύνει την οργάνωση των μικροσωληνίσκων. Στο σημείο αυτό παρατηρούνται δύο κεντρίδια (centriοles) σε αλληλοκάθετη θέση, καθώς και ηλεκτρονιόπυκνες δομές γύρω τους, που καλούνται «δορυφόροι». Συνήθως οι μικροσωληνίσκοι φαίνονται να τερματίζουν σε μια ζώνη γύρω από τα κεντρίδια (περικεντριδιακή περιοχή). Προσθήκη κολχικίνης έχει σαν αποτέλεσμα την εξαφάνιση των μικροσωληνίσκων, οι οποίοι μετά την απομάκρυνση της ουσίας αυτής φαίνονται να οργανώνονται ξανά από τα Κ επιβεβαιώνοντας έτσι τη δράση τους σαν ΜΤΟC. Το + άκρο των ΜΣ είναι μακριά από το Κ. Σε μερικά πρωτόζωα το κεντροσωμάτιο χρησιμεύει σαν οργάνωση ενός δικτύου ΜΣ που μετακινεί την τροφή από την περιφέρεια προς το κέντρο. Γενικά δεν είναι απαραίτητη η ύπαρξη κεντριδίου στο κεντρόσωμα και ενώ το τελευταίο είναι απαραίτητο για την οργάνωση των ΜΣ, στο Hλιόζωο Ηeterοphrys marina απουσιάζουν κεντρίδια, χωρίς όμως να uποβαθμίζεται ο ρόλος του κεντροσωματίου στην οργάνωση ΜΣ, γεγονός που σημαίνει ότι το κεντρίδιο δεν είναι απαραίτητο για την οργάνωση των ΜΣ. Κατά τη μίτωση, το κεντροσωμάτιο δρα σαν οργανωτής μικροσωληνίσκων (ΜTΟC), όπως προτάθηκε από τον Ροrter στο 1966, ενώ έμμεσα το Κ συντονίζει την οργάνωση και άλλων κυτταροσκελετικών ινιδίων. Aναπαράγεται και μεταβιβάζεται από κύτταρο σε κύτταρο μαζί με τα χρωμοσώματα, χωρίς όμως να περιέχει DNA ή RNA, όπως αποδεικνύεται αυτοραδιογραφικά. Σε εγκάρσιες τομές κάθε κεντρίδιο παρουσιάζει 9 τριπλέτες σωληνίσκων οι οποίες συνδέονται τός μεταξύ τους όσο και με το κέντρο μέσω ινιδίων. Κεντροσωμάτια υπάρχουν σε όσους ευκαρυωτικούς οργανισμούς διαθέτουν κύτταρο με μαστίγιο σε κάποιο στάδιο της ανάπτυξης τους, ενώ φαίνεται να απουσιάζουν π.χ. από αμοιβάδες, μονοκύτταρα ροδοφύκη, μερικά γυμνόσπερμα και από όλα τα ανθοφόρα φυτά. Υπάρχει δομική σχέση ανάμεσα στο Κ και στα «βασικά σωμάτια» που είναι οι ρίζες των μαστιγίων και βλεφαρίδων. Σχεδόν πάντα όμως είναι δυνατή η μετατροπή από τη μία λειτουργική οντότητα (κεντροσωμάτιο που λειτουργεί κατά την μιτωτική διαίρεση), στην άλλη (βασικό σωμάτιο).

9 (α) Κεντροσωμάτιο με δύο κεντρίδια (άσπρα βέλη) και δορυφόρους (μαύρα βέλη) και μικροσωληνίσκους). (β) Διαγραμματική απόδοση κεντροσώματος με δύο κεντρίδια, περικεντριδιακή περιοχή και πολυάριθμους μικροσωληνίσκους να ξεκινούν από αυτή. Στις δύο εικόνες εμφανίζεται το κεντρόσωμα σαν κέντρο οργάνωσης μικροσωληνίσκων (MTOC). (γ) Κεντρίδιο σε εγκάρσια τομή, Χ (δ) Διαγραμματική τρισδιάστατη απεικόνιση του κεντριδίου όπου διακρίνονται οι 9 τριπλέτες (A, B, C) μικροσωληνίσκων που διατάσσονται υπό γωνία και κυκλικά με διάμετρο 1000 Å.

10 Φάση G1Φάση S ΜΙΤΩΣΗ Στη φάση G 1 το κύτταρο περιέχει ένα ζευγάρι κεντριολίων προσανατολισμένων σε σταθερή γωνία μεταξύ τους, ενώ από τον περικεντριολικό χώρο εκβάλλουν μικροσωληνίσκοι με το γρήγορα αυξανόμενο (μέσω πολυμερισμού τουμπουλίνης) θετικό τους άκρο να κατευθύνεται εκτός του κέντρου οργάνωσης. Κατά τη φάση S καθώς το DNA διπλασιάζεται δίπλα στα μητρικά κεντριόλια αρχίζουν να σχηματίζονται νέα κεντριόλια οπότε δημιουργούνται δύο ζεύγη εντός του κεντροσώματος. Τα κεντριόλια απόγονοι επιμηκύνονται σε όλη την G 2 φάση και κατά την έναρξη της μίτωσης μεταναστεύουν μακριά το ένα από το άλλο στους δύο αντίθετους κυτταρικούς πόλους. Καθώς δε μεταναστεύουν οργανώνουν τα ινίδια μικροσωληνίσκων που θα διαμορφώσουν την μιτωτική άτρακτο. Ο κύκλος του κεντροσώματος

11 Με το μηχανισμό αυτό εξακολουθούν να συνυπάρχουν σε κάθε κύτταρο ένα παλαιό (π.χ. Α ή Β) και ένα νέο (π.χ. Α’ ή Β’) κεντρίδιο. Στην ηλεκτρονιογραφία διακρίνονται 4 κεντρίδια λίγο μετά τον διπλασιασμό των αρχικών. Ημισυντηρητικός διπλασιασμός κεντριδίων κατά τη φάση S του κυτταρικού κύκλου

12 Ανώμαλη μιτωτική διαίρεση στο ζωϊκό κύτταρο

13 Καθώς το κύτταρο εξασφαλίζει τον ακριβή διαχωρισμό των αδερφών χρωματίδων διαιρείται σε δύο κύτταρα απογόνους μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται κυττοκίνηση. Το πρώτο σημείο για την επακόλουθη κυττοκίνηση εμφανίζεται στην όψιμη ανάφαση σαν μια αδρή εγκόλπωση της κυτταρικής επιφάνειας σε μια στενή ζώνη γύρω από το κύτταρο. Στη συνεχεια η εγκόλπωση βαθαίνει και μετατρέπεται σε ένα δαχτύλιο που περιβάλει το κύτταρο. Το επίπεδο του δακτυλίου είναι ίδιο με αυτό της μεταφασικής πλάκας. Ο δαχτύλιος στη συνέχεια συσφίγγεται συνεχώς μέχρι τα αντίθετα άκρα να ενωθούν και να προκληθεί αποκόληση των κυττάρων. Η σύσφιξη αυτή πιθανότατα προέρχεται από μια λεπτή ζώνη συσταλτού κυτταροπλάσματος κάτω ακριβώς από την πλασματική μεμβράνη που αποτελεί το φλοιό στην περιοχή του δαχτυλίου. Μικροσκοπική εξέταση του φλοιού έδειξε την ύπαρξη μεγάλου αριθμού ινιδίων ακτίνης που φαίνεται να προσανατολίζονται παράλληλα προς το δαχτύλιο διαχωρισμού. Ανάμεσα δε στα ινίδια ακτίνης βρίσκονται μια σειρά από κοντά διπολικά ινίδια μυοσίνης ΙΙ. Φαίνεται δε ότι η δύναμη που καθοδηγεί τη διαίρεση είναι παρόμοια με αυτή που παρατηρείται κατά την συστολή των μυϊκών κυτταρων που βασίζεται σε ενεργότητα ακτινής-μυοσίνης. Το γλίστρημα των ινιδίων του συσταλτού δαχτυλίου σπρώχνει τον φλοιό και την προσδεδεμένη πλασματική μεμβράνη προς το κέντρο του κυττάρου. Ο φλειώδης δαχτύλιος διαμορφώνεται και αποδιαμορφώνεται πολύ γρήγορα πριν και μετά το πέρας της κυττοκίνησης αντίστοτχα. Τα ινίδια ακτίνης και μυοσίνης είναι όμοια με αυτά του κυτταροσκελετού κατά τη μεσόφαση. Ενώ δε η μίτωση και η κυττοκίνηση είναι στενά συνδεδεμέμνες διαδικασίες φαίνεται ότι για η κυττοκίνηση μπορεί να λάβει χώρα ακόμη και αν αφαιρεθεί όλη η μιτωτική άτρακτος με τα χρωμοσώματα. Τέλος σημειώνεται ότι στα φυτικά κύτταρα η κυττοκίνηση λαμβανει χώρα όχι μέσω σύσφιξης αλλά μέσω πλευρικής απόθεσης πλασματικής μεμβράνης και κυτταρικού τοιχώματος στο επίπεδο της μεσοφασικής πλάκας και περιλαμβάνει μικροσωληνίσκους και ενεργή μεταφορά υλικού μέσω κυστιδίων Golgi. Κυττοκίνηση όπως περιγράφηκε πιό πάνω παρατηρείται στα ζωικά κύτταρα, στα Πρώτιστα και σε ορισμένα φυτικά κύτταρα. ΚΥΤΤΟΚΙΝΗΣΗ

14 κύτταρα απόγονοι εγκόλπωση αποχωρισμού συσταλτός δακτύλιος ινίδιο ακτίνης ινίδιο μυοσίνης Τα ινίδια ακτίνης αυτοσυγκροτούνται σε ένα δακτύλιο στον ισημερινό του κυττάρου, όπου λόγω συστολών (για τη δημιουργία των οποίων απαιτείται η δράση της μυοσίνης) προκαλείται ο σχηματισμός της εγκόλπωσης (σύσφιξης) που διαιρεί το κύτταρο στα δύο. Ο σχηματισμός και η λειτουργία του συσταλτού δακτυλίου κατά τη κυττοκίνηση

15

16 Στα κύτταρα των ανώτερων φυτών δημιουργείται «κυτταρική πλάκα» που αρχίζει από το μέσο της ατράκτου και σιγά σιγά επεκτείνεται σε όλο το πλάτος του διαιρούμενου κυττάρου. H νέα πλασματική μεμβράνη σχηματίζεται από κατάλοιπα του ενδοπλασματικού δικτύου ( φραγμοπλάστης ). ΚΥΤΤΟΚΙΝΗΣΗ – ΦΥΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

17 Οπως ήδη αναφέρθηκε ο παράγων προώθησης της μίτωσης (ΜPF, mitosis promoting factor) είναι ένα ετεροδιμερές που αποτελείται από μια κυκλίνη της μίτωσης και μια κυκλινο-εξαρτώμενη κινάση. Το ενεργοποιημένο σύμπλοκο διεγείρει την έναρξη της μίτωσης φωσφορυλιώνοντας πολλά υποστρώματα, ενώ προκειμένου να ολοκληρωθεί η μίτωση απαιτείται η πρωτεόλυση των μιτωτικών κυκλινών γεγονός που οδηγεί στη μείωση της ενεργότητας του παράγοντα MPF. Η επιλεκτική πρωτεόλυση των μιτωτικών κυκλινών επιτυγχάνεται μέσω ενός τμήματος 9 αμινοξικών καταλοίπων που ονομάζεται “κουτί καταστροφής” ( destruction box ) το οποίο αναγνωρίζεται από ένζυμα του συστήματος της ουμπικιτίνης και ειδικότερα από το σύμπλοκο πολλαπλών υπομονάδων προώθησης της ανάφασης (APC, anaphase promoting complex). Μέσω του συμπλόκου αυτού κατάλοιπα ουμπικιτίνης μεταφέρονται στις μιτωτικές κυκλίνες οι οποίες έτσι μαρκάρονται στην όψιμη ανάφαση και στη συνέχεια οδηγούνται στο πρωτεόσωμα προκειμένου να πρωτεολυθούν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το σύμπλοκο APC πιθανότατα φωσφρουλιώνεται και ενεργοποιείται από τον MPF ενώ η απενεργοποίηση του συμπλόκου προς το τέλος της φάσης G 1 επιτρέπει τη σταδιακή συσσώρευση των μιτωτικών κυκλινών. ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΠΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥΝ ΤΗ ΜΙΤΩΣΗ Αν και οι πρωτεϊνες στόχοι του MPF δεν έχουν βρεθεί πιστεύεται ότι ρυθμίζουν όλα τα σημαντικά γεγονότα της μίτωσης όπως η συμπήκνωση των χρωμοσωμάτων, η διάλυση του πυρηνικού φακέλου, ο σχηματισμός της πυρηνικής ατράκτου, η κίνηση των χρωμοσωμάτων στους αντίθετους πόλους, ο επανασχηματισμός των οργανιδίων και η κυττοκίνηση. Κάποιες από τις διαδικασίες αυτές ελέγχονται με αποφωσφορυλίωση και κάποιες με πρωτεϊνική αποδόμηση. Η μείωση των μιτωτικών κυκλινών και του MPF συμβαδίζει με τα όψιμα στάδια της μίτωσης (όψιμη ανάφαση και τελόφαση). Η φωσφορυλίωση των πρωτεινών που συνδέονται με μικροσωληνίσκους από τον MPF πιθανώς απαιτείται για τις δραματικές αλλαγές στη δυναμική των μικροσωληνίσκων που έχει σαν αποτέλεσμα το σχηματισμό της μιτωτικής ατράκτου και των αστεροειδών μικροσωληνίσκων.

18 πυρηνική μεμβράνη χρωματίνη πυρηνική λάμινα πυρηνικός πόρος C C C C C C C C τετραμερές λαμίνης MFP φωσφορυλιωμένα διμερή λαμίνης Σχηματική αναπαράσταση των μοριακών γεγονότων που οδηγούν στη διάλυση του πυρηνικού φακέλου κατά τη μίτωση και σχετίζονται με τη φωσφορυλίωση των λαμινών του πυρηνικού φακέλου από τον MFP παράγοντα. Η φωσφορυλίωση αυτή αποδιατάσει το κανονικό πλέγμα που κανονικά υπάρχει στον πυρηνικό φάκελο και είναι αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων των μη-φωσφορυλιωμένων λαμινών.

19 Οι λαμίνες A, C κωδικοποιούνται από το ίδιο μετάγραφο με εναλακτικό μάτισμα και είναι όμοιες εκτός από μια περιοχή 133 αμινοξέων στο καρβόξυ άκρο της λαμίνης Α που δεν υπάρχει στη C. Αντίθετα η λαμίνη Β κωδικοποιείται από άλλο μετάγραφο και τροποποιείται μετα-μεταφραστικά μέσω πρόσθεσης μιας υδρόφοβης ομάδος ισοπρενίου (isoprenyl) κοντά στο καρβόξυ- άκρο. Με το κατάλοιπο αυτό προσδένεται στη λιπιδική διπλοστοιβάδα προσδένοντας έτσι την πυρηνική λαμίνη στη μεμβράνη. Και οι τρείς λαμίνες σχηματίζουν διμερή που περιέχουν μια α-ελικοειδή κεντρική περιοχή και σφαιρικά τμήματα στα δύο άκρα μέσω των οποίων λαμβάνουν χώρα και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων που δημιουργούν τα ενδιάμεσα ινίδια που αποτελούν την πυρηνική λάμινα. Κατά την αρχή της μίτωσης ο MPF φωσφορυλιωνει συγκεκριμένα κατάλοιπα σερίνης και στις τρεις πυρηνικές λαμίνες προκαλώντας έτσι αποπολυμερισμό του πλέγματος. Οι A, C, λαμίνες απελευθερώνονται από τη μεμβράνη ενώ αντίθετα η λαμίνη B παραμένει αγκυροβολημένη στη πυρηνική μεμβράνη. Ο αποπολυμερισμός αυτός συνεισφέρει στον τεμαχισμό της πυρηνικής μεμβράνης σε μικρά κυστίδια. Η φωσφορυλίωση των λαμινών του πυρηνικού φακέλου από τον MPF οδηγεί στην κατάρρευση της πυρηνικής μεμβράνης. Ο πυρηνικός φάκελος αποτελείται από διπλή μεμβράνη και περιέχει πολλούς πυρηνικούς πόρους. Η λιπιδική στοιβάδα της εσωτερικής μεμβράνης αποτελείται από την πυρηνική λάμινα που αποτελεί ένα δίκτυο ινιδίων λαμίνης (Α, B, C, ενδιάμεσα ινίδια που συμμετέχουν στην υποστήριξη μεμβρανών) που τοποθετούνται κοντά στην εσωτερική επιφάνεια του φακέλου.

20 Οταν ο MPF απενεργοποιείται λόγω αποδόμησης της κυκλίνης Β κατά την όψιμη ανάφαση η δράση των φωσφατασών είναι ανεμπόδιστη και έχει σαν αποτέλεσμα την αποφωσφορυλίωση των λαμινών. Τα κυστίδια που προέκυψαν από την κατάρρευση του πυρηνικού φακέλου κατά την πρόφαση συνδέονται με την επιφάνεια των αποσυμπηκνούμενων χρωμοσωμάτων κατά την τελόφαση. Τα κυστίδια αυτά συντήκονται προκειμένου να φτιάξουν συνεχείς διπλές μεμβράνες γύρω από κάθε χρωμόσωμα ενώ παράλληλα επανασχηματίζονται και οι πυρηνικοί πόροι (οι μικροπυρήνες γύρω από κάθε χρωμόσωμα ονομάζονται καρυομερή). Στη συνεχεια η σύντηξη των καρυομερών που συνδέονται με κάθε πόλο δημιουργεί τους δύο θυγατρικούς πυρήνες καθένας από τα οποία περιέχει ένα πλήρες σετ από χρωμοσώματα. Οι λαμίνες A, C εισέρχονται από τους πυρηνικούς πόρους και επανασυνδέονται στην νέα πυρηνική λάμινα. Η επανασυγκρότηση της πυρηνικής λάμινας πιθανότατα γίνεται μέσω των ινιδίων της λαμίνης Β τα οποία παραμένουν συνδεδεμένα (αγκυροβολημένα) με τα κυστίδια του πυρηνικού φακέλου κατά τη μίτωση. Η επανασυγκρότηση του πυρηνικού φακέλου και η κυτοκίνηση απαιτούν ενεργότητα φωσφατάσης Οι φάσεις της μίτωσης ρυθμίζονται και από τη συγκέντρωση του ενδοκυτταρικού ασβεστίου.


Κατέβασμα ppt "ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ - ΓΗΡΑΝΣΗ Ιωάννης Π. Τρουγκάκος Τομέας Βιολογίας Κυττάρου & Βιοφυσικής Τμήμα Βιολογίας, Παν/μιο Αθηνών."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google