Khoa HọC2022
NộI Dung:
Ở sinh vật nhân chuẩn, các tế bào của cơ thể phân chia để tạo ra nhiều tế bào hơn trong một quá trình gọi là nguyên phân. Các tế bào cơ quan sinh sản trải qua một loại phân chia tế bào gọi là bệnh teo. Trong các quá trình này, các tế bào nhập một số giai đoạn để đạt được sự phân chia. Kinetochores đóng vai trò quan trọng trong việc phân chia tế bào, đảm bảo phân phối DNA hợp lý cho các tế bào con.
TL; DR [Quá dài; Không đọc]
Kinetochores và nonkinetochore microtubules khá khác nhau về cấu trúc. Cả hai làm việc cùng nhau để đảm bảo phân phối DNA thích hợp cho các tế bào con trong phân chia tế bào.
Tại sao Mitosis là cần thiết?
Các tế bào nhân chuẩn trải qua quá trình nguyên phân cho các mô mới hoặc đang phát triển và để sinh sản vô tính. Một tế bào phân chia thành hai tế bào con mới, phân tách nhân và nhiễm sắc thể để làm điều này. Những tế bào mới này giống hệt nhau.
Để quá trình này diễn ra thành công, số lượng tế bào nhiễm sắc thể phải được duy trì, nghĩa là chúng phải được sao chép cho mỗi tế bào con mới. Con người có 23 cặp nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào. Mỗi nhiễm sắc thể lưu trữ DNA. Các cặp nhiễm sắc thể được đặt tên chị em nhiễm sắc thểvà điểm mà họ gặp được gọi là tâm động.
Các giai đoạn của nguyên phân
Mục tiêu phân chia tế bào là sao chép vật liệu di truyền vào tế bào con mới theo cách chúng có thể hoạt động bình thường. Để điều này xảy ra, mỗi đơn vị DNA phải được nhận ra, do đó phải có mối liên hệ giữa nó và các bộ phận khác của tế bào để phân phối, và phải có cách di chuyển DNA đến tế bào con.
Giữa các phân chia tế bào, tế bào ở trong một giai đoạn gọi là xen kẽ, bao gồm khoảng cách đầu tiên hoặc G1 pha, pha S và khoảng cách thứ hai hoặc G2 giai đoạn.
Sau khi xen kẽ, quá trình nguyên phân bắt đầu bằng lời tiên tri. Tại điểm này nhiễm sắc trong nhân được nhân đôi. Các sắc tố chị em kết quả được xoắn nhỏ gọn. Các hạt nhân biến mất, và một cấu trúc gọi là con quay hình thành trong tế bào chất của tế bào, được làm từ các sợi trục chính.
Prometaphase sau Trong bước này, có các mảnh vỏ hạt nhân trong tế bào chất. Trục chính vi ốnghoặc các chuỗi protein tubelike dài, tiến tới nhiễm sắc thể để bắt đầu công việc của chúng. Ở tâm động liền kề giữa các sắc tố chị em, một phức hợp protein gọi là kinetochore xuất hiện. Các vi ống gắn vào cấu trúc mới này.
Trong siêu hình, centrosome hình thành ở các cực tế bào đối diện. Các nhiễm sắc thể tự sắp xếp thành một dòng. Các vi ống kéo dài về phía các trung tâm, và một trục chính được tạo ra. Các vi ống thực hiện trượt phản vệ, di chuyển các nhiễm sắc thể cho đến khi chúng tập trung vào đường xích đạo tế bào.
Suốt trong phản vệ, các sắc tố ghép nối được tách ra. Những dạng này tạo thành nhiễm sắc thể mới. Các trung tâm của họ bị đẩy ra bởi vi ống nonkinetochore. Các nhiễm sắc thể được di chuyển đến các đầu đối diện của tế bào.
Telophase dẫn đến sự kéo dài tế bào bởi các vi ống nonkinetochore. Các mảnh hạt nhân trước đây giúp tạo ra các hạt nhân mới cho các tế bào con. Sau đó các nhiễm sắc thể xoắn nới lỏng.
Cuối cùng, trong tế bào học, tế bào chất thực tế của tế bào được phân chia để tạo ra các tế bào con mới.
Kinetochore là gì?
Năm 1880, nhà giải phẫu học Walther Flemming đã phát hiện ra vị trí đính kèm cho các trục chính phân bào trên nhiễm sắc thể. Đây là kinetochore. Gần đây, kinetochores của con người đã được làm sáng tỏ với tốc độ nhanh chóng.
Định nghĩa kinetochore trong sinh học là một phức hợp protein hình thành trên nhiễm sắc thể tại trung tâm của chúng, trong một khu vực được gọi là tâm động. Kinetochores đóng vai trò quan trọng trong việc phân phối DNA chính xác đến các tế bào con mới trong quá trình nguyên phân.
Phức hợp protein này được coi là một đại phân tử. Trong khi DNA của các sinh vật khác nhau rất khác nhau, kinetochores rất giống nhau giữa các loài, và do đó bảo tồn.
Sự khác nhau giữa Kinetochores và Nonkinetochore Microtubules
Kinetochores khác với các vi ống nonkinetochore theo nhiều cách. Sự khác biệt về cấu trúc của chúng là sự khác biệt đầu tiên. Kinetochores là những cấu trúc lớn được tạo thành từ nhiều protein khác nhau, được tập hợp tại tâm động của nhiễm sắc thể.
Kinetochores đóng vai trò là cầu nối giữa DNA của các vi ống nhiễm sắc thể và nonkinetochore. Các vi ống nonkinetochore là các polyme hoạt động với kinetochores để sắp xếp và tách nhiễm sắc thể. Các vi ống nonkinetochore có thể dài và cứng, và chúng phục vụ các chức năng khác nhau. Các cấu trúc khác nhau này phải làm việc cùng nhau, tuy nhiên, để đạt được sự kiểm soát nhiễm sắc thể và sự di chuyển của chúng trong quá trình nguyên phân.
Chức năng của Kinetochore
Kinetochores về cơ bản hoạt động như những cỗ máy nhỏ tương tác với các cấu trúc tế bào để di chuyển nhiễm sắc thể trong quá trình phân chia tế bào. Đây là một trách nhiệm lớn đối với kinetochore; nếu không được di chuyển đúng cách, các lỗi trong DNA có thể dẫn đến các rối loạn di truyền nghiêm trọng hoặc có thể dẫn đến ung thư. Một kinetochore cần một tâm động chức năng để nó có thể tập hợp trên DNA nhiễm sắc thể và làm việc với vai trò quan trọng của nó.
Các protein trung tâm histone Ahoặc CENP-A, hình thành các nhiễm sắc thể trên tâm động. Nó phục vụ như là trang web cho kinetochores hình thành. Các hạt nhân CENP-A hoạt động với CENP-C, trong kinetochore bên trong, và điều này cho phép kinetochore được lắp ráp để sao chép chất nhiễm sắc. Kinetochore được sử dụng như một phương pháp nhận dạng DNA ổn định để quá trình nguyên phân có thể tiến hành.
Tương tác Kinetochore và Nonkinetochore
Khi kinetochores được phép lắp ráp trên nhiễm sắc thể, các protein sẽ tập hợp lại và bắt đầu xây dựng cỗ máy nói trên. Ở động vật có xương sống, có thể có hơn 100 protein trong một kinetochore. Kinetochore bên trong bao gồm các protein tương tác với centromere chromatin. Các protein kinetochores bên ngoài hoạt động để liên kết các vi ống nonkinetochore. Đây là một sự khác biệt khác giữa kinetochores và nonkinetochores.
Việc lắp ráp kinetochore được tiến hành cẩn thận trong chu trình tế bào để một khi tế bào đi vào quá trình nguyên phân, một sự lắp ráp động của kinetochore có thể xảy ra trong vài phút. Sau đó, phức tạp có thể tháo rời khi cần thiết. Việc kiểm soát lắp ráp kinetochore được hỗ trợ bởi phosphoryl hóa.
Kinetochores phải làm việc với nhiều vi ống nonkinetochore trực tiếp. Phức tạp gọi là Ndc80 cho phép tương tác này. Đó là một chút của một điệu nhảy, vì các vi ống đang thay đổi chiều dài khi chúng trùng hợp và khử polyme. Các kinetochore phải theo kịp. Điệu nhảy này có thể tạo ra lực lượng.
Trong quá trình phản vệ, kinetochores bị thu giữ bởi các vi ống nonkinetochore từ các cực đối diện và được kéo bởi các vi ống đó để các nhiễm sắc thể có thể tách ra. Các động cơ vi ống như kinesin và dynein viện trợ này Lực bổ sung được tạo ra khi các vi ống depolymerize. Kinetochore hoạt động như một bộ điều khiển của các lực vi ống, vì vậy nó có thể sắp xếp các nhiễm sắc thể để phân tách.
Kiểm tra lỗi
Kinetochore động không chỉ là một cỗ máy nhỏ di chuyển các nhiễm sắc thể. Nó cũng hoạt động như một kiểm tra về kiểm soát chất lượng. Bất kỳ sai lầm trong quá trình có thể dẫn đến lỗi di truyền. Kinetochores cũng hoạt động để ngăn chặn các tập tin đính kèm bị lỗi với vi ống; được hỗ trợ bởi Kinase cực quang thông qua quá trình phosphoryl hóa.
Gần lõi của tâm động, một phức hợp protein gọi là Cái1 / Mde4 hoạt động để ngăn chặn các tập tin đính kèm kinetochore không đúng.
Để anaphase xảy ra đúng cách, các lỗi phải được sửa chữa, nếu không thì phản vệ cần phải được trì hoãn. Protein giúp theo dõi bất kỳ lỗi nào trong số này; một lỗi dẫn đến tín hiệu tại kinetochore dẫn đến việc dừng chu kỳ tế bào trước khi xảy ra phản vệ.
Tóm lại, kinetochores khác với các vi ống nonkinetochore cả về cấu trúc và chức năng. Cả hai phải làm việc cùng nhau để đạt được sự phân chia tế bào thành công và bảo tồn DNA trong các tế bào con mới.
Một biên giới mới
Các nhà nghiên cứu tiếp tục phát hiện ra cấu trúc và chức năng của kinetochores ảnh hưởng đến sự phân ly nhiễm sắc thể trong nguyên phân và giảm phân. Khi nhiều nghiên cứu mở ra, các nhà khoa học hy vọng sẽ có một cái nhìn rõ ràng hơn về cách thức hoạt động của tổ hợp kinetochore trong quá trình sao chép DNA, trong số các tiềm năng khác. Cỗ máy nhỏ bé nhưng hùng mạnh này giúp cho quá trình phân chia tế bào hoạt động trơn tru và đáng để nghiên cứu thêm.
Table Of Contents:
999 Centromere vs kinetochore 999 Thừa kế thông tin di truyền phụ thuộc vào sự phân tách nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào và meiosis. Mitosis là sản xuất các tế bào con gái giống hệt nhau trong khi Meiosis là sản xuất tế bào con, chứa một cặp nhiễm sắc thể có trong tế bào mẹ. Sự tách biệt nhiễm sắc thể này là một quá trình cực kỳ chính xác. Cấu trúc vi mô và hình dạng của nó là rất quan trọng cho quá trình phân chia. Quá trình hoàn toàn phụ thuộc vào sự toàn vẹn của các vi ống. Vì vậy, các vị trí gắn kết các vi ống nên có một số đặc tính cụ thể. Centromere và các vùng kinetochore trong nhiễm sắc thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào.
Centromere
Centromere là một vùng co thắt mạnh trên một nhiễm sắc thể mà trục chính gắn trong quá trình phân bào và phân bào. Những vùng đặc biệt này chứa các protein không histone bảo vệ chúng khỏi sự tiêu hóa endonuclease và không có các nucleosome và không cô đặc. Vai trò chính của centromere là cung cấp các trang web cho các kinetochores.Ở cá voi eukaryote, kích cỡ của các centromeres khác nhau, nhưng tất cả đều có cùng chức năng. Hầu hết các sinh vật nhân chuẩn có centromere đơn, nơi phức hợp centromere-kinetochore được hình thành tại một điểm duy nhất trên nhiễm sắc thể, nhưng có những ngoại lệ [ví dụ như một số tuyến trùng tuyến trùng]. Không giống như trong các sinh vật đơn bào, các centromeres của các sinh vật đa bào được nhúng vào trong cấu tạo heterochromatin tập trung. Các Centromeres gồm các trình tự ADN có tính chuyên môn, lặp đi lặp lại, và chỉ liên kết với một chuỗi các protein duy nhất. Do đó, các vùng này khác về hóa học khác với phần còn lại của nhiễm sắc thể.
Các kinetochores là các phức hợp protein kết hợp với các vùng trung tâm của các nhiễm sắc thể phân bào và nhiễm sắc thể. Các chức năng của các phức hợp này là để ràng buộc các ống vi xoắn của bó trục và khử cực chúng trong quá trình phân chia tế bào. Nhiều tế bào động vật có chứa kinetochores giống như đĩa với ba lớp khác biệt được hình thành trên một mặt của mỗi sắc ký. Lớp bên trong kết hợp chặt chẽ với centromere trong khi lớp bên ngoài tương tác với các vi ống. Chức năng của tầng trung lưu không được biết. Số lượng các con số vi ống bị ràng buộc thay đổi theo từng loài. Ví dụ, con người kinetochore liên kết khoảng 15 microtubles trong khi kinetochores từ Saccharomyces chỉ ràng buộc một vi.
Trong các sinh vật nhất định như sinh vật đơn bào, một số loài nấm và côn trùng, không có kinetochores nào có thể được xem như là các protein phân huỷ trong quá trình chuẩn bị. Các kinetochores không liên kết đã mở rộng-sợi có chứa nhiều protein gọi là corona.Các coronas này giúp thu thập các vi ống trong quá trình phân chia tế bào. Các microtubules kết hợp với kinetochores có cuộc sống lâu dài, trong khi những người trong phần còn lại của trục chính có cuộc sống rất ngắn.
Centromere vs Kinetochore• Kinetochore là một phức chất protein. Centromere là một vùng thu gọn được tìm thấy trên một nhiễm sắc thể với các trình tự ADN có tính chuyên dụng, lặp đi lặp lại cao.
• Kinetochores lắp ráp trên centromere.
Centromeres có thể nhìn thấy rõ ràng bằng kính hiển vi ánh sáng dưới dạng vùng bị co lại trên nhiễm sắc thể cô đặc, trong khi kinetochrores chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi điện tử.• Không giống như các centromeres, có thể tìm thấy ba lớp khác nhau trong kinetochore.
• Kinetochore có corona và không có cấu trúc như vậy được tìm thấy trong centromeres.
• Centromeres không thể ràng buộc các vi ống. Chỉ có kinetochores có liên quan với centromeres có khả năng ràng buộc các vi ống.
Sự khác biệt giữa centromere và chromomere
Sự khác biệt chính giữa centromere và chromomere là centromere là phần cô đặc của nhiễm sắc thể, liên kết hai nhiễm sắc thể chị em trong khi nhiễm sắc thể là các hạt nhiễm sắc được sắp xếp tuyến tính dọc theo chiều dài của nhiễm sắc thể.
Sự khác biệt giữa centrosome và centromere
Sự khác biệt giữa Centrosome và Centromere là gì? Một centrosome là một cơ quan bao gồm hai tâm. Một tâm động là một ...
Sự khác biệt giữa centromere và kinetochore
Sự khác biệt giữa Centromere và Kinetochore là gì? Một tâm động là một khu vực hạn chế của DNA trên nhiễm sắc thể. Một kinetochore là một phức hợp protein ..