18.3: Coesinas

Cohesins
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Cohesins

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April 07, 2021

Overview

Os complexos de proteínas coesina são uma cola molecular que mantém duas cromátides irmãs juntas. Eles desempenham um papel importante tanto na mitose quanto na meiose. Na mitose, todos os complexos de coesina presentes nos cromossomos são removidos antes do início do estágio de anáfase.

Complexos de coesina na divisão meiótica

A meiose envolve duas rodadas distintas de segregação cromossômica e divisões celulares – meiose I seguida por meiose II – produzindo quatro células-filhas. A meiose I inclui a separação de cromossomos homólogos, enquanto a meiose-II envolve a separação de cromátides irmãs.

O complexo de coesina Meiose I consiste em quatro subunidades – Smc1, Smc3, Rec8 (substituindo Scc1 do complexo de coesina mitótica) e Scc3 – formando uma estrutura semelhante a um anel.

Durante a meiose I, cromossomos inteiros segregam em direção aos pólos opostos, pois a remoção da coesina ocorre apenas dos braços cromossômicos. A coesina ainda é mantida na região do centrômero, permitindo que as cromátides irmãs permaneçam conectadas. Durante a transição da metáfase I para a anáfase I, a remoção diferencial da coesina é facilitada pela clivagem mediada por separase da subunidade Rec8 de coesinas ao longo dos braços cromossômicos. O Rec8 centromérico é protegido da clivagem por associação com uma proteína protetora Shugoshin (Sgo1).

Coesinopatias

As coesinas contribuem para a manutenção da estabilidade genômica. Mutações em genes que codificam subunidades de coesina ou cofatores de coesina podem levar a doenças chamadas coesinopatias. A síndrome de Cornelia de Lange (CdLS) e a síndrome de Roberts são duas coesinopatias mais bem descritas. CdLS é um distúrbio do neurodesenvolvimento que causa retardo mental, dismorfismo facial, anormalidades nos membros superiores e atraso no crescimento. A síndrome de Roberts resulta em anormalidades craniofaciais, redução de membros e retardo de crescimento em pacientes afetados.

Transcript

Durante a fase S do ciclo celular em eucariotos, a duplicação cromossômica produz duas cópias idênticas de cada cromossomo chamadas cromátides irmãs.

As cromátides irmãs formadas são mantidas juntas por um conjunto de complexos de proteínas chamados coesinas. Os anéis de coesina existem como grampos ao redor das cromátides irmãs em vários locais ao longo de seu comprimento, evitando que se separem.

Os complexos de coesina contêm quatro subunidades: Smc1, Smc3, Scc1 e Scc3. O Smc1 e o Smc3 são proteínas de bobina enrolada com um domínio de dobradiça em uma extremidade e um domínio de cabeça ATPase na outra extremidade. Os domínios de dobradiça de Smc1 e Smc3 ligam-se diretamente um ao outro, enquanto uma subunidade Scc1 conectada a uma subunidade Scc3 faz a ponte entre os domínios principais de Smc1 e Smc3, formando uma estrutura semelhante a um anel.

O domínio da dobradiça da estrutura do anel de coesina pode ser acionado para abrir e fechar, facilitando o carregamento da coesina nos cromossomos.

À medida que as células progridem através da prófase mitótica, ocorre a resolução da cromátide irmã, envolvendo a dissociação dos anéis de coesina ao longo dos braços cromossômicos, preservando aqueles ligados à região do centrômero. A remoção diferencial de coesinas faz com que as cromátides irmãs se separem parcialmente ao longo de seus braços, permanecendo ligadas em seu centrômero.

A coesão cromátide no centrômero facilita a biorientação dos cromossomos no fuso mitótico durante a metáfase, garantindo a ligação correta dos microtúbulos aos cinetocoros das cromátides irmãs.

No início da anáfase, uma enzima protease, separada, cliva a subunidade Scc1, levando à dissociação da coesina do cromossomo.

A

dissociação da coesina permite a segregação de cromátides irmãs durante a anáfase, onde são separadas por fusos mitóticos em pólos opostos da célula, levando à divisão celular e à formação de duas células-filhas.

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