35.11: 스핀들 어셈블리 체크포인트 (Spindle Assembly Checkpoint)

스핀들 어셈블리 체크포인트 (Spindle Assembly Checkpoint)는 후기 동안 염색체 분리의 충실도를 보장하는 분자 감시 메커니즘입니다. 체크포인트는 염색체 분리 전 모든 필수 단계의 완료를 모니터링하여 분리 과정을 진행해야 할지, 지연해야 할지 결정합니다.

많은 단백질이 함께 기능하여 스핀들 조립 체크포인트를 제어합니다. 이러한 단백질에 영향을 미치는 돌연변이로 인해 세포가 조기에 후기 단계로 진행되어 모든 필수 단계의 완료에 관계없이 염색체가 분리될 수 있습니다. 결과적으로, 형성된 딸세포는 정상적인 수의 염색체보다 적거나 많을 수 있습니다. 세포 내 염색체 수가 비정상적인 이러한 상태를 이수성이라고 하며, 이는 많은 발달 결함을 초래할 수 있습니다.

스핀들 어셈블리 체크포인트는 연결되지 않았거나 부적절하게 연결된 키네토초가 있는 경우 활성화됩니다. 체크포인트 메커니즘의 해제를 설명하는 두 가지 모델, 즉 부착 모델과 장력 모델이 있습니다. 부착 모델은 동원체 미세소관에 의한 동원체의 포화 또는 완전 점유로 인해 체크포인트 메커니즘이 꺼진다는 점을 강조합니다. 또는 장력 모델은 올바른 방추 미세소관을 동원체에 부착하여 생성된 장력이 체크포인트 메커니즘을 끄는 역할을 한다고 명시합니다. 그러나 연구에 따르면 스핀들 어셈블리 체크포인트 감시의 충실도를 보장하려면 부착 및 장력 메커니즘이 모두 필요하다고 합니다.

스핀들 어셈블리 체크포인트는 중기에서 아나페이즈로의 전환을 모니터링하는 감시 메커니즘입니다.

이 체크포인트는 모든 염색체가 유사분열 방추체의 반대쪽 방추체 극에 올바르게 부착되도록 합니다. 체크포인트는 모든 염색체가 양방향이 될 때까지 anaphase의 시작을 지연시켜 동역학 내에서 생성된 장력을 감지하여 조기에 부적절한 염색체 분리를 방지합니다.

키네토코어-스핀들 부착물이 없으면 바깥쪽-키네토코어층과 안쪽-키네토코어층 사이에 최소한의 장력이 발생합니다. 이 불충분한 장력 수준은 스핀들 어셈블리 체크포인트 경로에서 감지되는 음의 신호를 생성합니다.

이 부정적인 신호는 체크포인트 경로의 구성 요소인 Mad2의 동원을 부착되지 않은 키네토코레에 촉진합니다. 부착되지 않은 키네토코어는 Mad2의 구조적 변화를 촉매하여 단백질을 활성화합니다. 활성화된 Mad2는 체크포인트 경로의 다른 구성 요소와 연결하여 유사분열 체크포인트 복합체 또는 MCC를 형성합니다.

MCC는 Cdc20-APC/C 복합체에 결합하고 억제합니다. 비활성 APC/C 복합체는 유비퀴틴화할 수 없으며 세파라아제(separase)라고 하는 프로테아제에 결합된 단백질 세쿠린을 분해할 수 없습니다. securin-bound separase는 비활성 상태이며 자매 염색분체를 함께 결합하는 코헤신 고리를 절단할 수 없으므로 자매 염색분체의 분리를 방지합니다.

세포 내의 모든 자매 염색체의 적절한 이중 방향은 스핀들 어셈블리 체크포인트 경로를 침묵시킵니다. Cdc20-APC/C 복합체는 이제 활성화되고 유비퀴틴화하여 활성 분리효소를 방출합니다. 분리효소는 응집체 고리를 절단하여 자매 염색체의 분리를 허용합니다.

그러므로, 스핀들 어셈블리 체크포인트 메커니즘은 염색체 분리의 충실도를 보장합니다.