Mitoza i cytokineza - Lecture notes 9-14 PDF

Preview

Summary

Mitoza i cytokineza z bioli...

Description

MITOZA i cytokineza

To, co było na tablicy – przydatne później: Spindle-assemble checkpoint MAD2 (Mitotic Arrest Deficient) – ma zdolność wiązania APC na kinetochorze Bub1 – kinaza fosforylująca MAD2 APC (Anaphase Promoting Complex) – kompleks wielu przed metafazą białek; kompleks ubikwitynacji sekuryny, kohezyny, cykliny B /ubikwityna – marker: „ty jesteś przeznaczony do degradacji”/ Cdc20 – białko regulatorowe APC Sekuryna (Pds1, Pds5) – białko hamujace aktywność separyny Kohezyna (Scc1, Scc3) Separaza – hydrolizuje kohezynę Bzdury: Mitoza u Procaryota i Eucaryota:  Procaryota - mitoza zamknieta – wewnątrz otoczki jądrowej (co to za bzdura, one mają otoczkę jądrową, w ogóle jądro???)  Eucaryota - mitoza otwarta – otoczka jądrowa ulega dezintegracji - podział pośredni – za pośrednictwem chromosomów - b. precyzyjny rozdział materiału genetycznego do komórek potomnych Amitoza: - nie tworzą się chromosomy - przypadkowy rozdział materiału genetycznego Zmiany ilości chromatyny podczas cyklu – raz jeszcze – bleeeeee G2/M: MPF = kinaza Cdk zależna od cykliny B Aktywny MPF – kinaza zdefosforyzowana przy Tyr14i Treo15 przez fosfatazę cdc25 /2 najważniejsze fosfatazy: cdc25 oraz cdc14 – defosforyzuje histony na granicy telofaza/G1/ Met/Ana – dezaktywacja MPF; degradacja cykliny B nieco później (syntezowana w G2, rozpada się po mitozie) 2) Kondensyna (SMC) – powoduje kondensację , rysunek

3) Kohezyna - białko spójności chromatyd - do metafazy, potem stopniowo rozkładane, poza centromerem!, wzdłuz całych ramion; w mejozie rozkładana dopiero po I podziale mejotycznym 4) MAP (Microtubule Associated Proteins) -> dynamizowanie polimeryzacji mikrotubul /różne białka, w tym białka motoryczne, nop. Dyneina najdłuższe MT w metafazie, labilne (we wczesnej profazie – okres 1/2 –trwania: 5 min., w metafazie –15 sek.), w metafazie – stała długość, bardzo wzmożona dynamika 5) laminy -> rozpad 6) nukleolina -> rozpraszanie jaderka aktywny (zdefosforylowany) MPF kaskadowo fosforyluje: - histony H1, H3 -> kondensacja chromatyny - kondensyny (SMC) najkrótszy chromosom – w interfazie Stadia mitozy i typy ruchów: I Profaza – do momentu rozproszenia otoczki jądrowej - separacja centrosomów - ustalenie dwubiegunowości (rośliny) II Prometafaza – po rozpadzie otoczki jądrowej - przyłączanie MT do kinetochorów - kongresja chromosomów do płytki metafazalnej III Metafaza - chromosomy ułożone w płytce metafazalnej - stabilizacja wrzeciona IV Anafaza A - połączenia między sostrzanymi chromatydami przerwane - chromosomy rozpoczynają ruch do biegunów V Anafaza B - wrzeciono wydłuża się (włókna polarne) - wzrasta odległość miedzy biegunami Cykl centrosomowy = powstanie dwubiegunowości - niezależny od cyklu komórkowego „Przypomnienie”: budowa centrosomu: centriola, przestrzeń pericentriolarna (gamma-tubulina!!!), astrosfera Tu mam całkiem ładny rysunek (narysuję odręcznie, bo nie jestem tak zdolna jak Agatka -> patrz: ameba) Najważniejsze informacje ze schematu: S/G1: podział centrosomu – brak udziału MPFu, prawdopodobnie związek z cyklina A Wczesna profaza:

- fosforylacja MAPsów -> rosną MT astralne - wydłużanie strefy między centrosomami - wzajemny ślizg MT przeciwrównoległych -> ruch całych centrosomów Profaza: wrzeciono interstrefy (Prometafaza: rozproszenie otoczki jadrowej) Znowu rysunki: zwierzęta – wrzeciono astralne – interstrefa rośliny – wrzeciono anastralne – strefa zachodzenia (overleap) Rysunek – zbliżenie W strefie zachodzenia – białka sieciujące: kinezyny Nieaktywne ruchowo dopóty, dopóki aktywny jest MPF Kolejny rysunek (który to już?) – po rozpadzie otoczki jądrowej: MT astralne MT biegunowe – cieńsze kilkanaście razy (cieńsze od których?) MT kinetochorowe (cromosomowe) – po 30-40 sztuk w peczku MT ramienna – łączy się poza kinetochorami (do DNA) dzieki obecności chromokinezyn; prof.. Andrzej Bayer (od nas) Zaznaczona strefa zachodzenia, strefa równikowa Powtórznie: budowa chromosomu Przewężenie pierwotne:  DNA na przedostatnim etapie spiralizacji (200-250 nm); zawiera odmianę histonu H3 (zmodyfikowany); w trakcje profazy przyłączanie (asocjacja) pewnych białekw metafazie (no to kiedy w końcu?)  Kinetochory – po 1 na każdej chromatydzie, do niego przyłączane są MT chromosomowe (kinetochorowe)  Kohezyny (białka Scc1, u drożdży - Scc3 (Sister Chromatid Cohesins)) Rysunek chromosomu z zaznaczonymi kohezynami pericentromerowymi – odp. Za spójność chromatyd Schemat molekularny kohezynu i kondensyny Naprawde piekny rysunek: Sekuryna – hamuje aktywnść separazy (hydrolazy kohezyny) APC – komplaks inicjujący anafazę Budowa kinetochoru i wszystkie te głupie białka (mam ładne) Kategorie białek kinetochorowych

Funkcja

Rodzaj białek

Strukturalna

CENP-A CENP-C (CENtromeric Proteins) Dyneina – Dynaktyna – (nieaktywna w obecności aktywnego MPFu) CENP-E (kinezyna katastroficzna +) -> katastrofa MT: przyłączanie GDP do końca + MT Mad2 Bub1 Gamma-tubulina (tylko u roslin) -> na kinetochorze mogą rosnąć nowe MT

Motoryczna

Punkt kontrolny wrzeciona Nukleacja MT (MTOC)

Lokalizacja w kinetochorze Domena wewnetrzna (inner plate) Domena zewnętrzna (outer plate) i część fibrylarna (fibrous corona)

Domena środkowa (tylko przed połączeniem z MT) ???

Najistotniejsze ruchy zalezne od mikrotubul: PROFAZA  kondensacja włókien chromatynowych zreplikowanych, ale rozproszonych w interfazie w chromosomy, których dokładna liczba jest cechą każdego gatunku  zanik jąderka  zainicjowanie montażu wrzeciona kariokinetycznego przy nienaruszonej otoczce jądrowej  separacja centrosomów – w komórkach zwierzęcych , ustalanie sie dwubiegunowości ( rośliny)  pod koniec fazy S centrosom ulega replikacji!  Siostrzane centrosomy przemieszczaja sie na rzeciwległe bieguny komórki przyporzadkowując sobie własny układ mikrotubul  Kinetochor to miejsce zaczepu mikrotubul na chromosomie, kinetochor to wyspecjalizowany kompleks białkowy, który powstaje w miejscu centromeru ( tam jest specjalna sekwencja DNA) PROMETAFAZA

 rozpoczyna sie nagle wraz z rozpadem otoczki jądrowej  mikrotubule są przyłączane do kinetochorów i tworzą się mikrotubule kinetochorowe  odbywa sie kongresja chromosomów do płytki metafazowej METAFAZA  chromosomy ulgaja dalszej kondensacji i ustawiaja sie w połowie drogi między biegunami wrzeciona - w płaszczyxnie równikowej wrzeciona ( płytka metafazowa)  parzyste mikrotubule kinetochorowe na kazdym chromosomie przyczepiaja je do przeciwnych biegunów  stabilizacja wrzeciona ANAFAZA A  początek to podział centromerów , czyli ostateczne rozdzielenie chromatyd, które od tego momentu staja sie chromosomami potomnymi  mikrotubule kinetochorowe ulegaja skróceniu w wyniku depolimeryzacjina końdu plus przy kinetochrach( tam jest anapęd) , dzieki czemu potomne chromosomy przemieszczaja się w kierunku obu biegunów ANAFAZA B  wydłuża sie przestrzen między biegunami – działaja dwie siły: wydłużanie sie i slizganie miedzybiegunowych mikrotubu lpo sobie odpychajace oba bieguny i odciaganie biegunów w kierunku czesci obwodowych komórki  napęd to strefa zachodzenia włókien cykl centrosomowy – niezależny od podziału jader komórkowych  duplikacja interfazowego centrosomu zachodzi jeden raz w cyklu komórkowym  regulaja podziału centrosomu to aktywność cdk2 i cykliny E lub A  kinezyna dwubiegunowa podczas mitozy asocjuje z mikrotubulami wrzeciona i wydaje sie niezbędna do separacji i ruchu centrosomów w okresie wczesnej profazy oraz do utrzymania metafazowego wrzeciona w ostatnich stadiach mitozy i mejozy centrosom: - główne cytocentrum wytwarzające i organizujace MT w układ promieniujący od jądra w cytoplazmę. - zawiera dwie krótkie cylindryczne centriole, macierz okołocentriolową , czyli przestrzeń pericentriolarną, a także osrodki wzrostu,czyli pierścieniowe kompleksy gamma – tubulinowe

- wokół są mikrotubule astralne Cytokineza (dokładnie z ćwiczeń)  cytoplazma zostaje podzielona na dwie części  cytokinaza rozpoczyna sie w anafazie pojawieniem sie bruzdy podziałowej oraz przejściowej struktury jaką stanowi pierścień kurczliwy  pierścień zakłada sie prosopadle do długiej osi wrzeciona  położenie wrzeciona podziałaowego i przyszła determinacja położenia bruzdy zapada w PROMETAFAZIE  decydujaca rolę odgrywaja MT astralne – biegną od biegunów do korteksu i dyneina ( mutanty dyneinowe sa opóźnione w wejsciu do metafazy)  pierscień kurczliwy zbudowany jest z zachodzących na siebie filamentów aktynowych i miozynowych, MT astralne muszą oddziaływć z aktyną.  Aktyna i miozyna – są w korteksie i cytoplaźmie W środkowej metafazie: - zaczynają organizowac sie włókna aktynowe tworzac pasmo otaczajace przyszłą strefę bruzdy podziałowej Pierścień musi nawiązywać kontakt z blona komórkową - jest cały szarag białek które uczestniczą w tym procesie W tej strefie może dochodzic do miejscowej polimeryzacji włókien Siła zaciskajacego sie pierścienia jest generowana przez filamenty aktynowe slizgające się po filamentach miozynowych Co jest odpowiedzialne za utworzenie pierscienia? Mogą to być: - mikrotubule astralne - same chromosomy - MK kinetochorowe - MK międzybieguowe – zachodzą na siebie antyparalelnie – MID zone (*jajo jeżowca) Decydująca rolę moga odgrywac MT astralne – doswiadczenie na sfuzowanych komórkach nabłonkowych. ( tu mam ładny rysunek...) Tworzenie sie bruzdy – gdy MT astralne zachodzą na siebie Sygnał może byz związany z chromosomami – „passenger chromosomal proteins”

Grupa białek INCENP – białko aurora B i związane mitotyczne kinezyny – MKLP – Polo Kinase Complex(?) – w obecnośc tych białek może zajść cytokineza Po podziale tworzy sie MID BODY – ciałko środkowe -> złozone z mikrotubul zachodzących na siebie( tu znowu mały rysunek, ale juz nie taki ładny...) W miejscu zaciskania sie pierścienia – dobudowywanie małych pęcherzyków – może to miec znaczenie sygnałowe ( dalej mam coś dziwnego o białku p 85 i o cda A1) KOMÓRKA ROŚLINNA  cytokineza zawsze poprzedzona kariokinezą – może być odsunięta w czasie , może być szereg kariokinez  zarastanie bielma  podział na jednojądrowe fragmenty etapy: 1. wyznaczenie płaszczyzny podziału 2. powstanie wrzeciona cytokietycznego 3. podział WYZNACZENIE PŁASZCZYZNY PODZAŁU  komórki są sklejone blaszkami srodkowymi  w merystemach komórki dziela się scianami poprzeczymi, a na grubość – równoległymi ścianami  informacja pozycyjna  pasmo preprofazowe( tylko dla G2 –) – zbudowane z MT i mikrofilamentów aktynowych, położone tuz pod plazmalemmą, związane z polożeniem jadra  pod koniec fazy S – zagęszczenie mikrotbul  w profazie pasmo preprofazowe rozpada się( depolimeryzacja) – struktura o krótkim okresie trwałości Proces ten jest mocno sprzężony z replikacja DNA. Rozpad pasma preprofazowego powoduje aktywny MPF – poprzez fosforylację białek  pasmo preprofazowe wyznacza miejsce podziału - musi wyznaczać ślad molekularny( silna determinacja)  po degradacji pasma jest więc miejsce pozbawione aktyny – to własnie jeden ze śladów molekularnych  Stwierdzono, ze tam gdzie jest pasmo – grubieje ściana i sa pęcherzyki sekrecyjne, a plazmalemma silnie przylega do sciany komórkowej WRZECIONO CYTOKINETYCZNE

 fragmoplast pojawia sie pomiędzy dwoma siostrzanymi jądrami  fragmoplast będzie zmieniał kształt w miare postepującej cytokinezy  organizacja fragmoplastu: - MT połozone antyrównolegle - fragmoplast jest tworzony przez pozostałości mikrotubul biegunowych w równikowej części starego wrzecioa mitiotycznego ( tutaj dopiszcie....bo u mnie są bzdury)

MITOZA, CYKL KOMÓKOWY – wykład (prof. Kaczanowska) Paskudny schemat kołowy G1:  Licencja na replikację o Przyłączanie ORC do pojedynczego replikonu o Potem „orki” są wyrzucane  dzięki temu możliwa jest tylko jedna replikacja  Synteza pierwszej cykliny 3 systemy proteolizy cyklin: I SCF (C – culine, stłuczka) G1: cyklina D reaguje z cdk6 cyklina E – z cdk2 cyklina A – z cdk2  uruchomienie replikacji cyklina B cdk2/p34 aktywowane przez fosfatazę cdc25 (fosfataza tyrozynowa) II system proteasomalny: W mitozie – system SCF – trawione wszystkie białka zawierające mety... w F??? 2 fosfatazy: cdc25 – aktywuje mitozę cdc14 – przeprowadza komórki z telofazy do G1 Bardzo skomplikowany schemat przewodzenia jakiegoś sygnału – mam tylko kawałki

Kontrola cyklu komórkowego: 1) czynniki zewn. (odżywania, wzrostu, przezycia) 2) ... cyklina D1 – onkogen??? P53 – tylko u ssaków RB1 Nadfosforylacja RB -> apoptoza DNA damage checkpoint Adhezja kohezyn do zreplikowanego odcinka System alarmowy: -> kinaza alarmowa (3. onkogen) ATM (Ata...) Kondensyny Naświetlanie -> ATM -> apoptoza Białka podróżne Anafaza II system proteolityczny: APC/cdc20 III system prteolityczny – wraz z aktywacja cdc14 – strawienie cykliny B1 MEN (Mitotic Exit Network) – uruchomienie cdc14 Interfaza AMEN – ostatnie wyłączenie systemu sygnalizacyjnego...