Митоздық тежелуге жауапты Mad2 протеині және оның ролі
Mad2
Mad2 (MAD2L1/2) – бөлшегі бөліну кезіндегі хромосомалардың дұрыс бөлінуін қадағалайтын маңызды протеин. Митоз, кінетокторлар, және митоздық қателер туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Mad2 (митоздық тұрақсыздық 2) – оралымдық бақылау нүктесінің қажетті ақуызы. Оралымдық бақылау нүктесі жүйесі – метафазадан анафазаға өту кезіндегі прогресті шектейтін реттеу жүйесі. Mad2 гені алғаш рет S. cerevisiae ашытқысында микротубулалық уларға сезімталдық тудыратын мутацияланған гендерді іздеу кезінде анықталды. Mad2 адам тізімділері (MAD2L1 және MAD2L2) алғаш рет кинетохорға байланысатын ақуызы жетіспейтін ашытқы штаммының микротубулалық уларға сезімталдығын жоюға қабілетті адам кДНК-ларын іздеу үшін клондалды. Ақуыздың бекітілмеген кинетохорларда болатыны көрсетілді, ал антиденелерді тежеу арқылы жүргізілген зерттеулер микротубулалық у нокодазолға жауап ретінде метафазадан анафазаға өтуді тоқтату үшін маңызды екенін көрсетті.
Mad2 (mitotic arrest deficient 2) is an essential spindle checkpoint protein. The spindle checkpoint system is a regulatory system that restrains progression through the metaphase to anaphase transition. The Mad2 gene was first identified in the yeast S. cerevisiae in a screen for genes which when mutated would confer sensitivity to microtubule poisons. The human orthologues of Mad2 (MAD2L1 and MAD2L2) were first cloned in a search for human cDNAs that would rescue the microtubule poison sensitivity of a yeast strain in which a kinetochore binding protein was missing. The protein was shown to be present at unattached kinetochores and antibody inhibition studies demonstrated it was essential to execute a block in the metaphase to anaphase transition in response to the microtubule poison nocodazole.
Метафазадан анафазаға көшу
Метафазадан анафазаға өту сестриндік хроматидтердің бөлінуімен белгіленеді. Бауырлас хроматидтердің бөлінуіне және анафазаға өтуіне жол бермейтін клеткалық циклді бақылау механизмі – тікенек бақылау нүктесі деп аталады. Хромосомалық бөліну қателеріне қарсы қорғаныш ретінде, орау құрастыру бақылау нүктесі (SAC) барлық бауырлас хроматидтер жұбы биполярлы қосылғанға дейін анафазаны кешіктіреді. Микротубулалар кинетохорларға қосылғаннан кейін, хромосомалар метафазалық пластинаға орналасады және дұрыс биориентацияға қол жеткізілгенде, SAC тоқтату механизмдері алынып тасталады. Анафазаға кіру APCCdc20 белсенділігі арқылы жүзеге асады. APCCdc20 – бұл секуринді жою үшін белгілейтін убиквитин ақуыз лигазасы. Securin-ді жою оның қосылған протеазалық серіктесін, сепаразаны босатады және белсендіреді. Секюринге байланған сепараза ингибицияланады; алайда, ингибициялау алынғанда, белсенді сепараза бауырлас хроматидтерді біріктіретін когезин кешенін ажыратады. Cdc20 болмаса, анафазаны ынталандырушы кешен (APC) белсендірілмейді және анафаза іске қосылмайды. Mad2, Cdc20-мен үштік кешендегі тікелей физикалық өзара әрекеттесу арқылы APC белсенділігін тежейтіндігі көрсетілді. Микротубулаларға қосылмаған кинетохорлар Mad2 арқылы Cdc20-ның секвестрлеуін катализдейді. Шындығында, метафазалық сүтқоректілер жасушаларын тікенекті полимерлеуші агент нокодазолмен өңдегенде, Mad2 ақуыздары барлық бауырлас хроматидтердің кинетохорында орналасады. Құрылғаннан кейін, Cdc20:Mad2 кешендері цитозольдік ашық Mad2 және еркін Cdc20-ның одан әрі Cdc20:Жабық Mad2 кешендеріне айналуын ынталандыру арқылы анафаза күту сигналын күшейте алады деп болжанады. Бұл диффузиялық сигналдың кинетохор кешендерінен таралуы, тек бір кішкентай кинетохор орнының бос болуы метафазадан анафазаға өтуді толығымен тоқтатуға қалай себеп болатынын түсіндіруге болады.
Progression from metaphase to anaphase is marked by sister chromatid separation. The cell cycle surveillance mechanism that prevents sister chromatid separation and transition into anaphase is called the spindle checkpoint. As a safeguard against chromosome segregation errors, the spindle assembly checkpoint (SAC) delays anaphase until all sister chromatid pairs have become bipolarly attached. Once microtubules attach to kinetochores, chromosomes are aligned on the metaphase plate, and proper bi orientation has been achieved, the SAC stopping mechanisms are removed. Entrance into anaphase is mediated by APCCdc20 activation. APCCdc20 is a ubiquitin protein ligase that tags the protein, securin, for destruction. Securin destruction liberates and activates its bound protease partner, separase. Separase bound to securin remains inhibited; however, when inhibition is relieved, activated separase cleaves the cohesin complex which links the sister chromatids together. Without Cdc20, the anaphase promoting complex (APC) cannot become activated and anaphase is not triggered. Mad2 was shown to inhibit the activity of the APC by direct physical interaction in a ternary complex with Cdc20. Kinetochores that remain unattached to microtubules catalyze the sequestration of Cdc20 by Mad2. In fact, when metaphase mammalian cells are treated with the spindle depolymerizing agent nocodazole, Mad2 proteins become localized at the kinetochores of all sister chromatid pairs. It is speculated that once formed, Cdc20:Mad2 complexes can amplify the anaphase wait signal by stimulating further conversion of cytosolic Open Mad2 and free Cdc20 into more Cdc20:Closed Mad2 complexes. This diffusible signal propagation away from the kinetochore complexes could account for how vacancy of just one tiny kinetochore site can completely shut down the metaphase to anaphase transition.
Болашақ жұмысы
Шпиндельдік бақылау нүктесінің сигнализациясы және Bub1, BubR1 және Bub3 сияқты басқа шпиндельдік бақылау нүктесінің құрастырылуына қатысатын ақуыздардың ролі туралы көп мәселелер әлі де түсіндірілуі керек. BubR1 және Bub3 Cdc20-мен де кешендер құра алады, бірақ бұл ақуыздар Cdc20-нің Open Mad2-ге байланысуына көмектесе ме, жоқ па, әлі белгілі емес.
Much remains to be explained about spindle checkpoint signaling and the contribution of other spindle checkpoint assembly proteins such as Bub1, BubR1, and Bub3. BubR1 and Bub3 can also form complexes with Cdc20, but it remains to be seen if these proteins facilitate Cdc20 binding to Open Mad2.