18.14:

18.14: Pierścień kurczliwy

The Contractile Ring

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

The Contractile Ring

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

18.13: Anaphase A and B

18.15: Determining the Plane of Cell Division

6,423 Views

•

02:15 min

•

April 07, 2021

Overview

Pierścienie kurczliwe składają się z mikrowłókien i są odpowiedzialne za oddzielanie komórek potomnych podczas cytokinezy. Montaż pierścienia kurczliwego postępuje wraz z innymi zdarzeniami cyklu komórkowego; Jednak wiadomo bardzo niewiele szczegółów mechanistycznych na temat czasu i koordynacji pierścieni kurczliwych z cyklem komórkowym.

Mała GTPaza, RhoA, kontroluje funkcję i montaż pierścienia kurczliwego. RhoA należy do nadrodziny białek Ras. Aktywacja formin przez RhoA sprzyja tworzeniu włókien aktynowych, podczas gdy aktywacja wielu kinaz białkowych przez RhoA stymuluje składanie i kurczenie się miozyny II. Kinazy fosforylują łańcuch lekki miozyny i stymulują tworzenie włókien oraz aktywność motoryczną. Oprócz aktyny i miozyny II (aktomiozyny), włókna septyny biorą również udział w tworzeniu pierścienia skurczowego. Włókna septyny stabilizują pierścień kurczliwy i odgrywają ważną rolę w cytokinezie drożdży.

Aktywacja RhoA jest regulowana przez czynnik wymiany nukleotydów guaninowych (Rho-GEF). Białko to znajduje się w regionie kory mózgowej, który jest miejscem przyszłego podziału komórek. Nieaktywna forma RhoA jest powiązana z PKB. Rho-GEF wymienia PKB związany z RhoA z GTP. Wiązanie GTP aktywuje RhoA, co z kolei wyzwala tworzenie się pierścieni kurczliwych.

RhoA reguluje również aktywność białka rusztowania aniliny, niezbędnego gracza w tworzeniu pierścienia skurczowego. Podczas gdy RhoA jest uważany za główny aktywator do składania pierścienia kurczliwego, anilina działa jako główny organizator pierścienia, wiążąc się z aktyną, miozyną II, fosfolipidami błonowymi, septyną i innymi składnikami strukturalnymi i regulatorowymi zaangażowanymi w tworzenie pierścienia skurczowego.

Ciągły skurcz pierścienia kurczliwego oznacza, że stopniowo potrzebuje on mniejszej liczby włókien aktomiozyny, aby utworzyć pierścień o tej samej grubości; dlatego jednoczesny demontaż włókien aktomiozyny następuje w miarę kurczenia się pierścienia. Podczas końcowych etapów cytokinezy pierścień kurczliwy i centralne wrzeciono zawierające zwarte mikrotubule dojrzewają, tworząc pierścień środkowy i środkowy korpusu. Pierścień środkowej części ciała następnie przeprowadza odcięcie komórki rodzicielskiej, w wyniku czego powstają dwie komórki potomne.

Transcript

Ostatni etap cyklu komórkowego, który dzieli komórkę na dwie komórki potomne, nazywa się cytokinezą. Cytokineza rozpoczyna się po separacji chromosomów w mitozie i kończy się, gdy komórka się dzieli.

Początek cytokinezy zaznacza się pojawieniem się fałdy, zwanej bruzdą łupliwą. Zaczynając w anafazie, bruzda pogłębia się i rozszerza, tworząc pierścień wokół komórki. Ta kompresja, która ostatecznie dzieli komórkę na dwie części, jest generowana przez pierścień kurczliwy.

Białko zwane RhoA jest głównym regulatorem składania i funkcji pierścienia skurczowego. Aby upewnić się, że pierścień kurczliwy jest utworzony we właściwym miejscu, RhoA jest aktywowany lokalnie w korze komórkowej, w pobliżu równika komórki. RhoA, wraz z włóknami wrzeciona anafazowego, zapewnia również, że pierścień kurczliwy powstaje we właściwym czasie, po segregacji chromosomów.

Pierścień kurczliwy składa się z białek strukturalnych, w tym filamentów aktyny i włókien miozyny II. Aktywność RhoA powoduje składanie się miozyny II i antyrównoległych włókien aktyny w strukturę pierścienia kurczliwego. RhoA sprzyja miejscowej polimeryzacji włókien aktynowych, która jest niezbędna do tworzenia pierścienia skurczowego.

Kurczliwe składniki pierścienia wytwarzają siłę niezbędną do podziału komórki. Jednym z mechanizmów skurczu jest aktywność motoryczna miozyny. Tutaj włókna miozyny przesuwają się w kierunku dodatniego końca sąsiednich antyrównoległych włókien aktynowych. Ta aktywność przyciąga antyrównoległą aktynę, powodując, że przesuwają się one obok siebie, kurcząc pierścień.

Skurcz pierścienia trwa, dopóki nie uszczypnie dwóch nowych komórek. Pierścień ulega degradacji po utworzeniu nowych komórek.

Nieefektywne tworzenie pierścienia kurczliwego lub jego brak może prowadzić do nieprawidłowego podziału komórek, upośledzenia wzrostu i możliwości powstawania guza.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

Pierścień kurczliwy mikrofilamenty cytokineza GTPaza RhoA nadrodzina ras forminy tworzenie włókien aktynowych kinazy białkowe montaż miozyny II fosforylacja łańcucha lekkiego miozyny włókna septyny czynnik wymiany nukleotydów guaniny (Rho-GEF) GDP GTP ANILINA BIAŁKO RUSZTOWANIA