18.3: Kohezyny

Podczas fazy S cyklu komórkowego u eukariontów duplikacja chromosomów wytwarza dwie identyczne kopie każdego chromosomu zwane chromatydami siostrzanymi.

Utworzone chromatydy siostrzane są utrzymywane razem przez zestaw kompleksów białkowych zwanych kohezynami. Pierścienie kohezyny występują jako zaciski wokół chromatyd siostrzanych w wielu miejscach na ich długości, zapobiegając ich oddalaniu się.

Kompleksy kohezyny zawierają cztery podjednostki: Smc1, Smc3, Scc1 i Scc3. Smc1 i Smc3 są białkami o zwiniętej cewce z domeną zawiasową na jednym końcu i domeną głowy ATPazy na drugim końcu. Domeny zawiasowe Smc1 i Smc3 wiążą się bezpośrednio ze sobą, podczas gdy podjednostka Scc1 połączona z podjednostką Scc3 łączy domeny główne Smc1 i Smc3, tworząc strukturę przypominającą pierścień.

Domena zawiasowa struktury pierścieniowej kohezyny może być uruchamiana do otwierania i zamykania, ułatwiając ładowanie kohezyny na chromosomach.

W miarę jak komórki przechodzą przez mitotyczną profazę, następuje rozdzielczość chromatydy siostrzanej, obejmująca dysocjację pierścieni kohezyny wzdłuż ramion chromosomalnych, przy jednoczesnym zachowaniu tych związanych z regionem centromerów. Różnicowe usuwanie kohezyn powoduje, że chromatydy siostrzane zostają częściowo oddzielone wzdłuż swoich ramion, pozostając związane w ich centromerze.

Kohezja chromatyd w centromerze ułatwia dwukierunkowość chromosomów na wrzecionie mitotycznym podczas metafazy, zapewniając prawidłowe przyłączenie mikrotubul do kinetochorów chromatyd siostrzanych.

Na początku anafazy enzym proteazy, separaza, rozszczepia podjednostkę Scc1, prowadząc do dysocjacji kohezyny z chromosomu.

Dysocjacja kohezyny umożliwia segregację chromatyd siostrzanych podczas anafazy, gdzie są one rozdzielane przez wrzeciona mitotyczne do przeciwległych biegunów komórki, co ostatecznie prowadzi do podziału komórki i powstania dwóch komórek potomnych.