September 13th, 2011

Клеточная биология л3 2011.09.12

МИТОЗ
Часть клеточного цикла, М-фаза. Интерфаза - все остальное. Митоз и Цитокинез - части М-фазы. Митоз - строго говоря это способ деления ядра.
фото:клетка в интерфазе, прокрашен цитоскелет, не видно хроматина.
ПРОФАЗА 1 стадия митоза, идет до тех пор, пока не начнёт распадется ядерная мембрана.  Центриоли начинают превращаться в расходящиеся звезды, хромосомы конденсируются, ядрышко распадается, к центромерам начинают прикрепляться кинетохоры, ядерная оболочка интактна.
фото:хромосомы сконденсированы, видны 2 звезды.
хроматиды - название сконденсированных сестринских хромосом, соединенных друг с другом центромерой.
Реорганизация цитоскелета: микротрубочки - полые цилиндры из гетеродимеров тубулина с различием концов - и +, на + садится новый тубулин, присоединение тубулина идет только к бетта-GTP тубулину, после присоединения идет гидролиз ГТФ и дальнейшее присоединение продолжается. Разборка микроторубочек - после исчерпания всего ГТФ на конце микротрубочки, в результате с конца роста она начинает распадается.
Транспортные белки - моторные белки кинезины и диенины, с затратой АТФ, различаются направления, динеины к -, кинезины к +.
Центриоли - расходящиеся микротрубочки со строго определенным упорядочением, собраны из триплетов в 9 штук и дополнительные расходящиеся в стороны микротрубочки, закрепленные специальными белками. Диплосмы - пара центриолей, всегда установлены под углом в 90°.
Начинают расходиться реплицированные пары центриолей из за роста боковых, полюсных прикрепленных, микротрубочек - образование биполярного веретена деления.
3 фазы для микротрубочек в процессе деления:
ПРОМЕТАФАЗА
Распадается ядерная оболочка
фото: сконденсированные хромосомы, ядро разобрано, разросшиеся микротрубочки от центриолей.
SMC-белки: центромерные области - консервативные последовательности с АТ богатым участком, в пространстве все эти области сближаются при компактизации, образуя сайт связывания, в дальнейшем на них собирается кинетохорный комплекс из специальных белков. Кинетохорный комплекс: 3 слоя, связывание микротрубочек, натяжение пучков микротрубочек и связывание с ДНК.
Цель работы центромер - выстроить все хромосомы в середину плоскости между ними и выновнять их расположение. Важно чтобы было присоединение к обоим центромерам. контроль координаты растаскивания - угол между трубочкой и хромосомой, тут важен средний рыхлый слой кинетохорного комплекса. Микротрубочки центриолей прекращают рост если встречаются и присоединяются к хромосомам, выравнивание координаты с выравнивание угла идет путем динамического равновесия полимеризации/деполимеризации.
МЕТАФАЗА
есть метафазная пластинка.
Центромеры растянуты по полюсам и хромосомы натянуты, деградация сторонних не участвующих боковых микротрубочек центромер. Идет активный синтез белка (!).
фото: звезды уменьшились, хромосомы в пластинке.
АНАФАЗА
разделение метафазной пластинки, укорочение кинетохорных трубочек и смещение хромосом.
фото: расхождение по полюсам. особенности ранней анафазы - нерасхождение теломерных областей, т.к. иной метод упаковки, чтобы не воспринимался как разрыв хромосом.
ТЕЛОФАЗА
Сильно вытянутые полюсные микротрубочки, формирование ядра.
фото: хромосомы вокруг полюсов, начало появления ядерной мембраны.
ЦИТОКИНЕЗ
образование борозды деления, полная ядерная мембрана вокруг хромосом, наблюдается остаточное тельце.

Молекулярная биология л4 2011.09.12

ИНИЦИАЦИЯ РЕПЛИКАЦИИ У ЭУКАРИОТ
Общий принцип такой-же, есть узнаватели ориджина, есть сажатели геликаз и полимраз, и т.д.
Клетка делятся только по сигналу, как правило, гормону роста - тогда активируются циклины. Переход из G0 в G1 - активирование семейства E2F, узнающего кучу промоторов, отсоединение ингибитора - белка ретинобластомы и т.д.
Надо:
1.надо включить кучу циклинов
2.накопить кучу служебных репликационных белков
3.накопить белки-инициаторы репликации 
Связывание комплекса ORC с ориджином, затем с ним связываются cdt1 и cdc6 - белки цикла деления клеток, формирование преинициаторного комплекса, затем посадка MCM, затем уже собирается комплекс, инициирующий работу реплисомы.
cdc6 и cdt1 появляются только тогда, когда появляется E2F. cdt1 в конце деления связан с ингибитором.
Для продолжения сборки надо фосфорилировать MCM, это делает киназа DDK, есть путь регуляции инициации транскрипции. cdk - ранние активируются фосфорилированием белка ретинобластомы как ингибитора, последующие нужны для продолжения инициации. Последовательность связывания спец белков, их фосфорилирование cdk приводит к образованию прочного комплекса и связывание полимеразы. При частичной последующей диссоциации комплекса там связывается прайпаза-полирмераза с факторами. После еще другой комплекс приносит нормальную полимеразу, процессивную, которая начинает синтезировать лидирующую цепь, как правило, хотя полимеразы взаимозаменяемы. Это имеет название лицензирование для контроля повреждений, процесс инициации нельзя остановить, при сбое клетка блочится на стадии деления и вызывает чекпоинт-ответ либо починку, либо апоптоз, либо сходит с ума.
Дальше репликативная вилка - формирует реплисому, молекулярную машину с кучей регуляторных путей.
РЕПЛИКАЦИЯ ПОЗДНИХ ОРИДЖИНОВ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ РЕИНИЦИАЦИИ
проблема дискриминации уже реплицированных разобранных и только появившихся из-за деконденсации ориджины.
cdc6 и cdt1 ключеые участники при переходе из S в G2 фазу: cdt ингибируется или деградирует, а cdc6 деградирует специфической протеазой.
Предотвращение реинициации:
точно неизвестно, есть только предположения - концентрационный эффект для ранних стадий, например.
ТЕРМИНАЦИЯ
Нет специфических сигналов терминации, пока их никто не нашел. В участках сближения вилок затрудняется топология, в эти места приходит комплекс с топоизомеразой, где вилки разбирается, достраиваются бреши и разрешаются скручивания с помощью топоизомераз 2 типа.
РЕПЛИКАЦИЯ ТЕЛОМЕР
Проблема репликации концов - теломераза узнает 3' выступающий конец и достраивает теломерные повторы. Связывание - элонгация - транслокация - диссоциация. Посадка праймазы - непонятно, но предполагаются специфические белки и иной механизм посадки.
Теломеразный комплекс - белок более менее одинаков, но РНК очень сильно варьирует. Консервативен только псевдоузел у матричного  участка и ограничивающие участки.
Триплекс в псевдоузле необходим для работы, еще на теломеразе есть куча регуляторных участков с длительным процессингом с неясным механизмом и транспортом из ядра. Сборка комплекса - сложный многостадийный процесс, с использованием специфических шаперонов и РНК-шаперонов. Для и теломеров, и теломеразы надо много регуляторных белков - шелтриновый комплекс , POT1 - предотвращающий быструю потерю теломер, РНКовые копии теломер,...
теломераза связывается с теломерами только в конце S фазы, разборка защитных комплексов идет через сложные регуляторные пути.