18.3: Кохесины

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

4,452 Views

02:20 min
April 07, 2021

Overview

Белковые комплексы когезина представляют собой молекулярный клей, который удерживает вместе две сестринские хроматиды. Они играют важную роль как в митозе, так и в мейозе. При митозе все когезиновые комплексы, присутствующие на хромосомах, удаляются до начала стадии анафазы.

Когезиновые комплексы в Мейотическом отделе

Мейоз включает в себя два различных раунда хромосомной сегрегации и деления клеток — мейоз I, за которым следует мейоз II — в результате чего образуются четыре дочерние клетки. Мейоз I включает в себя разделение гомологичных хромосом, в то время как мейоз-II включает разделение сестринских хроматид.

Когезиновый комплекс Meiosis I состоит из четырех субъединиц – Smc1, Smc3, Rec8 (заменяющий Scc1 из митотического когезинового комплекса) и Scc3 – образующих кольцеобразную структуру.

Во время мейоза I целые хромосомы отделяются к противоположным полюсам, так как удаление когезина происходит только из хромосомных плеч. Когезин по-прежнему поддерживается в области центромеры, что позволяет сестринским хроматидам оставаться связанными. При переходе из метафазы I в анафазу I дифференциальное удаление когезина облегчается за счет сепарато-опосредованного расщепления субъединицы когезинов Rec8 вдоль хромосомных плеч. Центромерный Rec8 защищен от расщепления благодаря ассоциации с протекторным белком Шугошина (Sgo1).

Когезинопатии

Когезины способствуют поддержанию стабильности генома. Мутации в генах, кодирующих когезиновые субъединицы или когезиновые кофакторы, могут привести к заболеваниям, называемым когезинопатиями. Синдром Корнелии де Ланге (CdLS) и синдром Робертса являются двумя наиболее хорошо описанными когезинопатиями. CdLS — это расстройство развития нервной системы, вызывающее умственную отсталость, лицевой дисморфизм, аномалии верхних конечностей и задержку роста. Синдром Робертса приводит к черепно-лицевым аномалиям, уменьшению конечностей и задержке роста у больных пациентов.

Transcript

Во время S-фазы клеточного цикла у эукариот дупликация хромосом производит две идентичные копии каждой хромосомы, называемые сестринскими хроматидами.

Образующиеся сестринские хроматиды удерживаются вместе набором белковых комплексов, называемых когезинами. Когезиновые кольца существуют в виде зажимов вокруг сестринских хроматид в нескольких местах по их длине, предотвращая их разъединение.

Когезиновые комплексы содержат четыре субъединицы: Smc1, Smc3, Scc1 и Scc3. Smc1 и Smc3 представляют собой спиральные белки с шарнирным доменом на одном конце и головным доменом АТФазы на другом конце. Шарнирные домены Smc1 и Smc3 связываются непосредственно друг с другом, в то время как субъединица Scc1, соединенная с субъединицей Scc3, соединяет головные домены Smc1 и Smc3, образуя кольцеобразную структуру.

Шарнирный домен когезиновой кольцевой структуры может размыкаться и замыкаться, облегчая нагрузку когезина на хромосомы.

По мере того, как клетки проходят через митотическую профазу, происходит сестринское разрешение хроматид, включающее диссоциацию когезиновых колец вдоль хромосомных плеч с сохранением колец, связанных с областью центромеры. Дифференциальное удаление когезинов приводит к тому, что сестринские хроматиды частично разделяются вдоль их плеч, оставаясь связанными в их центромере.

Когезия хроматид в центромере способствует биориентации хромосом на митотическом веретене во время метафазы, обеспечивая правильное прикрепление микротрубочек к кинетохорам сестринских хроматид.

В начале анафазы фермент протеаза, сепараза, расщепляет субъединицу Scc1, что приводит к диссоциации когезина из хромосомы.

Диссоциация когезина позволяет сегрегировать сестринские хроматиды во время анафазы, когда они разрываются митотическими веретенами к противоположным полюсам клетки, что в конечном итоге приводит к делению клетки и образованию двух дочерних клеток.

Key Terms and definitions​

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for