Корпус шпинделя
Тело полюса веретена ( SPB ) — центр организации микротрубочек в дрожжевых клетках, функционально эквивалентный центросоме . В отличие от центросомы СПБ не содержит центриолей. SPB организует цитоскелет микротрубочек, который играет множество ролей в клетке. Это важно для организации веретена и, следовательно, для деления клеток.
Структура SPB у Saccharomyces cerevisiae
[ редактировать ]Молекулярная масса диплоидного SPB, включая микротрубочки и ассоциированные с микротрубочками белки, оценивается в 1–1,5 ГДа, тогда как ядро SPB составляет 0,3–0,5 ГДа. СПБ — цилиндрическая многослойная органелла . Этими слоями являются: внешняя бляшка (OP), которая соединяется с цитоплазматическими микротрубочками (цМТ); первый промежуточный слой (IL1) и электронноплотный второй промежуточный слой (IL2); электронно-плотная центральная бляшка (ЦБ), находящаяся на уровне ядерной оболочки и соединенная с ней крючковидными структурами, нечеткая внутренняя бляшка (ИП); и заканчивается слой внутренней бляшки, который содержит закрытые ядерные микротрубочки (нМТ). Центральная бляшка и IL2 выглядели как отдельные, но высокоупорядоченные слои. Остальные слои (концы MT, IP, IL1 и OP) не имеют упорядоченной упаковки.Расположение внутренних и наружных бляшек по отношению к ядерным мембранам сохраняется в течение всего клеточного цикла . Одна сторона центральной бляшки связана с электронно-плотной областью ядерной оболочки, называемой полумостом.SPB имеет постоянный размер высоты (расстояние от внутренней бляшки до внешней бляшки) примерно 150 нм, но его диаметр меняется в течение клеточного цикла, например, в гаплоидных клетках SPB увеличивается в диаметре от 80 нм в G1 до 110 нм в митоз . Диаметр СПБ зависит от содержания ДНК . Больший диаметр SPB увеличивает способность зарождения микротрубочек SPB, что важно для сегрегации хромосом.
Все белки SPB можно разделить на три группы: коровые компоненты, полумостовые компоненты и компоненты, необходимые для соединения с НЭ. Не существует известного мотива или структуры, позволяющей отнести белок к SPB, но анализ известных белков SPB и их генов показывает несколько общих черт. Ядро содержит в основном белки со спирально-спиральными мотивами, которые позволяют образовывать димеры либо с самими собой, либо с другими белками и поддерживать регулярные структуры (например, CP, IL2). Многие гены SPB содержат боксы клеточного цикла Mlu I в своих промоторных элементах, которые приводят к G1-специфической транскрипции гена. Первичная последовательность компонентов SPB должна содержать консенсусные сайты фосфорилирования для митотических киназ , поскольку SPB сильно фосфорилирован.
Основным компонентом центральной бляшки является белок спиральной спирали Spc42p (компонент тела полюса веретена), который также является частью сателлита, который образует основной кристалл SPB. Белок Spc42p участвует в инициации сборки SPB и его дупликации. [1] Spc42p ассоциируется с Spc110p и Spc29p, двумя другими важными спиральными белками, которые локализуются на ядерной поверхности SPB. Spc110 локализуется в центральной бляшке и, как полагают, связывается с Spc29p и кальмодулином (Cmd1p). Роль Spc110p заключается в том, что он является спейсерной молекулой между центральной и внутренней бляшкой и белком, связывающим комплекс γ-тубилина. Основная функция кальмодулина заключается в SPB, где было предложено регулировать связывание Spc110p с Spc29p. Spc29 образует в центральной бляшке повторяющуюся структуру. Spc98p и Spc97p — два сходных дрожжевых белка, связывающих γ-тубулин (Tub4p), необходимые для зарождения микротрубочек. Spc98p, Spc97p и Tub4p обнаруживаются во внутренних и внешних бляшках SPB и участвуют в организации микротрубочек. Spc42 обращен к цитоплазме и связывается со спиральным Cnm67p (хаотическая миграция ядер). Cnm67p образует димеры и действует как спейсер между IL2 и IL1. Cnm67 связывается с белком внешней бляшки Nud1p, белком SPB, необходимым для выхода из митоза. Другой белок спиральной структуры, Spc72p, также обнаружен во внешней бляшке. Spc72p связывается с Nud1p и компонентами комплекса γ-тубулина.
Полумост является местом сборки нового SPB, а также играет роль в зарождении цитоплазматических микротрубочек во время G1 и кариогамии. Обе стороны полумоста не эквивалентны. Два однопроходных мембранных белка, Kar1p и Mps3p, локализуются в полумостике и необходимы для формирования и/или поддержания структуры. Оба белка связываются с Cdc31p, гомологом дрожжевого центрина, который также локализуется в полумостике и необходим для целостности полумоста. Дополнительный компонент полумоста, Sfi1p, демонстрирует способность связываться с Cdc31p через несколько консервативных сайтов связывания Cdc31 по всей своей длине. Kar1p также участвует в соединении полумоста с ядром SPB посредством взаимодействия с Bbp1p. Кроме того, Kar1p играет роль в реорганизации SPB во время G1.
Путь дупликации SPB у Saccharomyces cerevisiae
[ редактировать ]Дупликация SPB один и только один раз в течение каждого клеточного цикла необходима для формирования биполярного митотического веретена и точной сегрегации хромосом. Дупликацию SPB у S. cerevisiae можно разделить на несколько этапов. Первый этап происходит в начале G1 , когда на цитоплазматическом кончике полумоста формируется сателлитный материал. На втором этапе полумостик удлиняется и завершает слияние ядерной и цитоплазматической граней. В то же время сателлит образует дупликационную бляшку — слоистую структуру, подобную цитоплазматической половине зрелого СПБ. Последним этапом дупликации СПБ является вставка бляшки дупликации в ядерную оболочку и сборка компонентов ядерного СПБ. На конце дрожжевых клеток G1 содержатся два дублированных расположенных рядом SPB, соединенных полным мостом. Затем мостик отделяется, и SPB зарождает биполярное веретено. SPB продолжает расти до митоза , поэтому белковые компоненты способны включаться в оба SPB на протяжении всего клеточного цикла.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кастильо, Андреа Р.; и др. «Дрожжевая протеинкиназа Mps1p необходима для сборки целостного тела полюса веретена для компонента Spc42p» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июля 2011 г. Проверено 21 июля 2009 г.