المكثفات

المكثفات عبارة عن مجمعات بروتينية كبيرة تستخدم أدينوسين ثلاثيُّ فوسفات (ATP) لتغذية تجميع الكروموسومات أثناء الانقسام. إنها تحول الكتلة المتشابكة عديمة الشكل من الحمض النووي بعد الطور البيني إلى كروموسومات فردية عن طريق ضغط الحمض النووي الصبغي وتنظيمه وفصله.

تحتوي الخلايا النباتية والحيوانية على نوعين من مجمعات المكثفات - المكثف الأول والمكثف الثاني. يحتوي كلا المجمعين على خمس وحدات فرعية: وحدتان فرعيتان SMC (الصيانة الهيكلية للكروموسومات)، ووحدة فرعية كليسين، ووحدتان فرعيتان متكررتان HEAT.

الوحدات الفرعية الأساسية لكل من المكثف I والمكثف II هي SMC2 وSMC4. تغير بروتينات SMC ترتيب الحمض النووي بطريقة تعتمد على ATP. الوحدات الفرعية الثلاثة الأخرى – الوحدات غير SMC أو الوحدات الفرعية المساعدة – تختلف بين المجمعين.

أظهرت الدراسات التي يتم فيها استنفاد مكثف الفقاريات أدوارًا مميزة للمكثفات I و II في تكوين الكروموسوم الانقسامي. تؤدي إزالة Condensin II إلى كروموسومات أطول وأكثر مرونة، وتشابك كروموسوم، وجسر كروماتين ضخم أثناء الطور الانفصالي، وتقصير جذري في الطور التمهيدي. في المقابل، تؤدي إزالة المكثف I إلى كروموسومات أقصر وأوسع وتعطيل الطور الانفصالي الذي يكون أقل حدة ولكنه لا يزال يؤدي إلى فشل التحريك الخلوي.

أحد التفسيرات الشائعة لكيفية ضغط المكثفات على الكروموسومات هو نموذج البثق الحلقي. يفترض هذا النموذج أن جزيء المكثف يمكن أن يرتبط بموقعين قريبين من الحمض النووي ويحركهما في اتجاهين متعاكسين، مما يؤدي إلى إنشاء حلقة DNA متنامية. قد تتفاعل المكثفات أيضًا مع بعضها البعض لتكوين وحدات متعددة تالربط أجزاء بعيدة من الكروماتين.

تم الربط طفرات الكوندينسين بعدة أنواع من السرطان. على سبيل المثال، أصيبت الفئران التي لديها طفرة مغلوطة في الجين الخاص بوحدة فرعية من المكثفات II بسرطان الغدد الليمفاوية في الخلايا التائية. في حين أن الآليات التي من خلالها تؤثر المكثفات على بنية الكروموسومات لا تزال قيد التوضيح، فإن مجمعات البروتين هذه تعد جزءًا لا يتجزأ من دورة الخلية وبقاء الخلية.