18.14:

18.14: Сократительное кольцо

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.

Previous Video

18.13: Anaphase A and B

Next Video

18.15: Determining the Plane of Cell Division

6,343 Views

•

02:15 min

•

April 07, 2021

Overview

Сократительные кольца состоят из микрофиламентов и отвечают за разделение дочерних клеток во время цитокинеза. Сборка сократительного кольца протекает вместе с другими событиями клеточного цикла; Тем не менее, очень мало механистических подробностей известно о времени и координации сократительных колец с клеточным циклом.

Маленькая ГТФаза, RhoA, управляет функцией и сборкой сократительного кольца. RhoA принадлежит к надсемейству белков Ras. Активация форминов RhoA способствует образованию актиновых филаментов, в то время как активация множественных протеинкиназ RhoA стимулирует сборку и сокращение миозина II. Киназы фосфорилируют легкую цепь миозина и стимулируют образование нитей и двигательную активность. Помимо актина и миозина II (актомиозина), в образовании сократительного кольца участвуют также септиновые нити. Септиновые нити стабилизируют сократительное кольцо и играют важную роль в цитокинезе дрожжей.

Активация RhoA регулируется фактором обмена гуаниновых нуклеотидов (Rho-GEF). Этот белок находится в области коры головного мозга, которая является местом будущего деления клеток. Неактивная форма RhoA привязана к ВВП. Rho-GEF обменивает ВВП, привязанный к RhoA, на GTP. Связывание ГТФ активирует RhoA, который, в свою очередь, запускает образование сократительных колец.

RhoA также регулирует активность белка скаффолда анилин, который играет важную роль в образовании сократительных колец. В то время как RhoA считается основным активатором сборки сократительного кольца, анилин действует как основной организатор кольца, связываясь с актином, миозином II, мембранными фосфолипидами, септином и другими структурными и регуляторными компонентами, участвующими в формировании сократительного кольца.

Непрерывная усадка сократительного кольца означает, что оно постепенно нуждается в меньшем количестве актомиозиновых нитей для формирования кольца той же толщины, поэтому происходит одновременная разборка актомиозиновых нитей по мере сжатия кольца. На заключительных стадиях цитокинеза сократительное кольцо и центральное веретено, содержащее компактные микротрубочки, созревают, образуя среднюю часть тела и кольцо средней части тела. Затем кольцо среднего тела осуществляет опадение родительской клетки, в результате чего образуются две дочерние клетки.

Transcript

Заключительный этап клеточного цикла, который делит клетку на две дочерние клетки, называется цитокинезом. Цитокинез начинается после разделения хромосом при митозе и заканчивается, когда клетка делится.

Начало цитокинеза отмечается появлением складки, называемой бороздой спайности. Начиная с анафазы, борозда углубляется и расширяется, образуя кольцо вокруг клетки. Это сжатие, которое в конечном итоге делит клетку на две части, генерируется сократительным кольцом.

Белок под названием RhoA является главным регулятором сборки и функции сократительного кольца. Чтобы сократительное кольцо сформировалось в нужном месте, RhoA активируется локально в коре клетки, недалеко от экватора клетки. RhoA, наряду с анафазными волокнами веретена, также обеспечивает образование сократительного кольца в нужное время, после сегрегации хромосом.

Сократительное кольцо состоит из структурных белков, в том числе актиновых филаментов и филаментов миозина II. Активность RhoA приводит к встраиванию миозина II и антипараллельных актиновых филаментов в структуру сократительного кольца. RhoA способствует локализованной полимеризации актинового филамента, которая необходима для формирования сократительного кольца.

Компоненты сократительного кольца генерируют силу, необходимую для деления клетки. Один из механизмов сокращения связан с моторной активностью миозина. Здесь миозиновые филаменты движутся к плюсовому концу соседних антипараллельных актиновых филаментов. Эта активность тянет антипараллельный актин, заставляя их скользить друг мимо друга, сжимая кольцо.

Сжатие кольца продолжается до тех пор, пока оно не отщеплит две новые ячейки. Кольцо разрушается, как только образуются новые клетки.

Неэффективное или отсутствующее образование сократительного кольца может привести к аномальному делению клеток, нарушению роста и потенциальному образованию опухолей.