telofaz - Telophase
Telofaz (dan Yunan τέλος ( TELOS ), "son" ve φάσις ( fazları ), "aşaması") hem de son aşamasıdır mayoz ve mitoz bir de ökaryotik hücre . Telofaz sırasında, profaz ve prometafazın ( nükleol ve nükleer membran parçalanması) etkileri tersine çevrilir. Gibi kromozomlar hücre direkleri ulaşmak, bir çekirdek zarı her set etrafında yeniden bir araya olduğu kromatitlerde , nükleol yeniden görülmesine ve kromozomlar genişletilmiş geri decondense başlar kromatininterfaz sırasında mevcuttur . Mitotik iğ söküldüğü ve kalan iğ mikrotubuller depolimerize olması. Telofaz, hücre döngüsünün süresinin yaklaşık %2'sini oluşturur .
Sitokinez tipik olarak geç telofazdan önce başlar ve tamamlandığında iki kızı çekirdeği bir çift ayrı kızı hücre arasında ayırır.
Telofaz, esas olarak mitotik sikline bağımlı kinaz (Cdk) substratlarının fosforilasyonu ile tahrik edilir .
Cdk substratlarının fosforilasyonu
Fosforilasyon M-Cdkların protein hedeflerinin (Mitotik Sikline bağlı Kinazlar) sürücüler, montaj erken mitoz kromozom yoğunlaşma ve nükleer zarf arıza mili. Bu aynı substratların fosforilasyonu, iğ demontajını, kromozom yoğunlaşmasını ve telofazda yavru çekirdeklerin yeniden oluşmasını sağlar. Telofaz olaylarına izin veren bir defosforilasyon derecesi oluşturmak, hem Cdk'lerin inaktivasyonunu hem de fosfatazların aktivasyonunu gerektirir .
Cdk inaktivasyonu öncelikle ilişkili siklin yıkımının sonucudur . Siklinler , bir ubikuitin-ligaz olan siklozom olarak da bilinen anafaz destekleyici kompleks (APC) tarafından proteolitik bozunma için hedeflenir . Aktif, CDC20 APC (APC / C-bağlı CDC20 ) başlangıç bozulma mitotik siklinleri hedef anafaz . Hücrelere parçalanamayan M-siklin'in deneysel olarak eklenmesi, hücre kutuplarına ayrılmış yoğun kromozomlar, bozulmamış bir mitotik iğ ve nükleer zarfın yeniden oluşumu olmadan anafaz sonrası/telofaz öncesi benzeri bir durumda hücre döngüsü durmasına neden olur. Bu, kurbağa ( Xenopus ) yumurtaları, meyve sinekleri ( Drosophilla melanogaster ), tomurcuklanan ( Saccharomyces cerevisiae ) ve fisyon ( Schizosaccharomyces pombe ) mayasında ve birçok insan hücre hattında gösterilmiştir.
Fosfataz aktivasyonu gereksinimi, mitotik çıkış için fazla fosfataza sahip olmayan ve fosfataz cdc14'e dayanan tomurcuklanan mayalarda görülebilir . Bu hücrelerde cdc14 aktivasyonunun bloke edilmesi, M-siklin bozulmasının bloke edilmesiyle aynı fenotipik durma ile sonuçlanır.
Tarihsel olarak, anafaz ve telofazın , metafaz- anafaz geçişini tanımlayan iş mili düzeneği kontrol noktasının (SAC) tatmin edilmesinden sonra pasif olarak meydana gelen olaylar olduğu düşünülmüştür . Bununla birlikte, anafaz ve telofaz arasındaki cdc14 aktivitesine farklı fazların varlığı, ek, keşfedilmemiş geç mitotik kontrol noktalarını düşündürür . Cdc14, nükleoldeki sekestrasyondan çekirdeğe salınması ve ardından sitoplazmaya aktarılmasıyla aktive edilir. İş milini stabilize eden Cdc-14 Erken Anafaz Salım yolu, aynı zamanda nükleolden cdc14'ü serbest bırakır, ancak onu çekirdeğe sınırlar. cdc14'ün tamamen serbest bırakılması ve sürekli aktivasyonu, ayrı Mitotik Çıkış Ağı (MEN) yolu ile yeterli derecede (iğ demontajını ve nükleer zarf montajını tetiklemek için) ancak geç anafazdan sonra elde edilir.
Cdc14 aracılı fosforilasyon, telofaza özgü aşağı akış düzenleyici süreçleri aktive eder. Örneğin, CDH1'in fosforilasyonu , APC/C'nin CDH1'i bağlamasına izin verir. APC/C CDH1 , proteoliz için CDC20'yi hedefler ve APC/C CDC20'den APC/C CDH1 aktivitesine hücresel geçişle sonuçlanır . Mitotik siklinlerin yaygınlaşması, bozunması hücrelerin G1 fazına dönüşü için gerekli olan maya mitotik iğ bileşeni Ase1 ve cdc5 gibi APC/C CDH1'e özgü hedeflerinkiyle birlikte devam eder .
Telofazı yönlendiren ek mekanizmalar
Tam hücre fosfoprotein profilindeki bir kayma , bireysel telofaz olaylarının başlamasına katkıda bulunan birçok düzenleyici mekanizmanın yalnızca en genişidir.
- Anafaz aracılı kromozomların metafaz plakasından uzaklaşması, telofazın başlangıcı için uzaysal ipuçlarını tetikleyebilir.
- Telofazın önemli bir düzenleyicisi ve efektörü cdc48'dir (maya cdc48'e homolog , hem yapısal hem de işlevsel olarak insan p97'dir ), hedef protein konformasyonunu değiştirmek için ATPaz aktivitesini mekanik olarak kullanan bir proteindir . İş milinin sökülmesi, nükleer zarf montajı ve kromozom yoğunlaşmasının giderilmesi için Cdc48 gereklidir. Cdc48, bu işlemlerde yapısal olarak yer alan proteinleri ve ayrıca proteazomu hedef alan bazı yaygın proteinleri değiştirir .
Mitotik mil demontajı
Tüm ökaryotlarda mitozun tamamlanmasında ortak olan mitotik iş milinin kırılması, anafaz-B'den telofaz geçişini tanımlamak için en sık kullanılan olaydır, ancak nükleer yeniden birleştirmenin başlatılması, iş milinin sökülmesinden önce gelme eğiliminde olsa da.
Mil demontajı, nihai bozunmayı değil, kurucu mikrotübüllerin yeniden düzenlenmesini etkilemesi gereken geri döndürülemez bir süreçtir; mikrotübüller kinetokorlardan ve iğ kutup gövdelerinden ayrılır ve interfaz durumlarına geri döner.
Telofaz sırasında iğ depolimerizasyonu artı uçtan meydana gelir ve bu şekilde iğ düzeneğinin tersine çevrilmesidir. Sonraki mikrotübül dizisi düzeneği, polarize milin aksine, interpolardır. Bu özellikle, mitotik iğ demontajını takiben sitokinezi düzenlemek için merkezi iğ olarak bilinen antiparalel mikrotübül demetini oluşturması gereken hayvan hücrelerinde belirgindir . ATPase p97, oldukça dinamik ve nispeten kısa mitotik olanların demontajını takiben nispeten kararlı ve uzun interfaz mikrotübül dizilerinin oluşturulması için gereklidir .
Mil montajı iyi çalışılmış ve geçici yapıların SAC tarafından düzenlendiği bir süreç olarak karakterize edilmiş olsa da, mil demontajının moleküler temeli karşılaştırılabilir ayrıntılı olarak anlaşılmamıştır. MEN tarafından M-Cdk substratlarının geç mitotik fosforilasyon kaskadı , iş milinin sökülmesinden genel olarak sorumlu tutulmaktadır. Mikrotübül stabilize edici ve destabilize edici faktörlerin fosforilasyon durumları ve ayrıca mikrotübül nükleatörleri, aktivitelerinin anahtar düzenleyicileridir. Örneğin, NuMA bir eksi uç çapraz bağlama proteini ve mikrotübülden ayrışması telofaz sırasında fosforilasyonundan etkilenen Cdk substratıdır.
Mayada iğ demontajı için genel bir model, iğ ayrılması, destabilizasyon ve depolimerizasyon gibi işlevsel olarak örtüşen üç alt işlemin öncelikle sırasıyla APC/C CDH1 , mikrotübül-stabilizatöre özgü kinazlar ve artı-uç yönlendirilmiş mikrotübül depolimerazlar tarafından gerçekleştirilmesidir. Bu efektörlerin maya ve yüksek ökaryotlar arasında yüksek oranda korunduğu bilinmektedir. APC/C CDH1, mikrotübül ile ilişkili proteinleri (NuMA, Ase1, Cin1 ve daha fazlası) çapraz bağlamayı hedefler. AuroraB (maya IpI1) , daha sonra mikrotübüllerden ayrılan iğ bağlantılı stabilize edici protein EB1'i (maya Bim1) ve daha sonra mikrotübüllerle birleşen destabilizör She1'i fosforile eder. ATP'ye bağlı bir depolimeraz olan Kinesin8 (maya Kip3), artı uçta mikrotübül depolimerizasyonunu hızlandırır. Bu mekanizmaların eşzamanlı olarak bozulmasının, ancak herhangi birinin değil, telofaz sırasında dramatik iğ hiperstabilitesine yol açtığı gösterildi, bu da mekanizmaların çeşitliliğine rağmen fonksiyonel örtüşmeyi düşündürdü.
Nükleer zarf yeniden birleştirme
Nükleer zarfın ana bileşenleri, bir çift zar, nükleer gözenek kompleksleri ve iç nükleer zarın içindeki bir nükleer laminadır . Bu bileşenler, profaz ve prometafaz sırasında sökülür ve nükleer zarf, ayrılmış kardeş kromatitlerin yüzeyinde reform yaptığında telofaz sırasında yeniden yapılandırılır. Nükleer membran prometafaz sırasında parçalanır ve kısmen endoplazmik retikulum tarafından emilir ve iç nükleer membran proteini içeren ER veziküllerinin kromatine hedeflenmesi , bu sürecin tersine çevrilmesiyle telofaz sırasında meydana gelir. Veziküller bunlar kromatin yüzeyi ile doğrudan agrega membran oluşturucu sigorta sürekli zar içine yanal olarak.
Ran-GTP , kromozomların yüzeyinde erken nükleer zarf montajı için gereklidir: erken mitoz sırasında importin β tarafından tutulan zarf bileşenlerini serbest bırakır . Ran-GTP, mitoz boyunca kromozomların yakınında lokalize olur, ancak nükleer zarf proteinlerinin importin β'dan ayrılmasını, telofazda M-Cdk hedefleri fosforillenene kadar tetiklemez. Bu zarf bileşenleri , A:T baz çiftleri bakımından zengin DNA bölgelerini (in vitro) tanıyabilen ve bu nedenle doğrudan DNA'ya bağlanabilen nükleer gözenek iskele proteini ELYS olmak üzere en çok çalışılan birkaç nükleer gözenek bileşeni içerir . Bununla birlikte, Xenopus yumurta özütlerinde yapılan deneyler , ELYS'nin çıplak DNA ile ilişki kuramadığı ve yalnızca doğrudan histon dimerlerini ve nükleozomları bağlayacağı sonucuna varmıştır . ELYS, kromatine bağlandıktan sonra nükleer gözenek yapı iskelesinin ve nükleer gözenek transmembran proteinlerinin diğer bileşenlerini alır. Nükleer gözenek kompleksi, nükleer zarfa organize bir şekilde monte edilir ve entegre edilir, ardışık olarak Nup107-160, POM121 ve FG Nups eklenir.
Nükleer membranın yeniden birleştirilmesi mekanizmasının, ilk nükleer gözenek düzeneğini ve ardından gözenekler etrafında zar veziküllerinin işe alınmasını mı içerdiği yoksa nükleer zarfın esas olarak nükleer gözenek düzeneğinden önce genişletilmiş ER sarnıçlarından mı oluştuğu tartışılmaktadır:
- Mitoz sırasında nükleer membranın ER olmayan veziküllere parçalandığı hücrelerde, Ran-GTP'ye bağlı bir yol, bu ayrı vezikül popülasyonlarını nükleer zarfı yeniden oluşturmak için kaynaştıkları kromatine yönlendirebilir.
- Çekirdek zarının mitoz sırasında endoplazmik retikuluma emildiği hücrelerde, yeniden birleştirme, kromatin yüzeyi üzerinde genişleyen zarın stabilizasyonu ile kromatin etrafındaki yanal genişlemeyi içerir. Bu mekanizmanın nükleer gözenek oluşumu için bir ön koşul olduğunu iddia eden çalışmalar, çıplak kromatin ile ilişkili Nup107-160 komplekslerinin birleştirilmiş ön gözenekler yerine tek birimlerde bulunduğunu bulmuştur.
Zarf, tüm kromatit setini kapladıktan sonra düzleşir ve genişler. Bu muhtemelen nükleer gözeneklerin sürekli bir zar içinde tutulabilen lamin ithalatı nedeniyle oluşur . Xenopus yumurta ekstraktlarının nükleer zarfları, lamin nükleer ithalatı engellendiğinde yumuşamada başarısız oldu, kırışık kaldı ve yoğun kromozomlara yakından bağlı kaldı. Bununla birlikte, ER yanal genişleme durumunda, nükleer zarfın yeniden birleştirilmesinin tamamlanmasından önce nükleer ithalat başlatılır ve bu, oluşturan çekirdeğin distal ve medial yönleri arasında geçici bir intra-nükleer protein gradyanına yol açar.
Profazda demonte olan lamin alt birimleri, mitoz sırasında inaktive edilir ve sekestre edilir. Lamine yeniden birleştirme (metil- ile, ilave ve lamin defosforilasyon tetiklenir esterleşme ait COOH üzerindeki tortu lamin-B ). Lamin-B, kromatini orta anafaz kadar erken hedefleyebilir. Telofaz sırasında, nükleer ithalat yeniden kurulduğunda, lamin-A reform yapan çekirdeğe girer, ancak G1 fazı boyunca birkaç saat içinde yavaş yavaş periferik laminaya toplanmaya devam eder.
Xenopus yumurta özleri ve insan kanser hücre dizileri, nükleer zarfın yeniden birleştirilmesini incelemek için kullanılan birincil modeller olmuştur.
Maya laminlerden yoksundur; nükleer zarfları mitoz boyunca bozulmadan kalır ve sitokinez sırasında nükleer bölünme gerçekleşir.
kromozom yoğunlaşması
Genişletilmiş kromatine kromozom yoğunlaşması (gevşeme veya ayrışma olarak da bilinir), hücrenin interfaz süreçlerini yeniden başlatması için gereklidir ve birçok ökaryotta telofaz sırasında nükleer zarf montajına paralel olarak gerçekleşir. MEN aracılı Cdk defosforilasyonu, kromozom yoğunlaşması için gereklidir.
Omurgalılarda, kromozom yoğunlaşması ancak nükleer ithalat yeniden kurulduktan sonra başlatılır . Nükleer gözeneklerden lamin taşınması önlenirse, sitokinezi takiben kromozomlar yoğunlaşmış kalır ve hücreler bir sonraki S fazına yeniden giremez. Memelilerde, S fazı için DNA lisanslaması (kromatinin replikasyonu için gerekli olan çoklu protein faktörleriyle ilişkisi), geç telofaz sırasında nükleer zarfın olgunlaşmasıyla tesadüfen gerçekleşir. Bu, nükleer ithalat makinesinin telofaz sırasında interfaz nükleer ve sitoplazmik protein lokalizasyonlarını yeniden kurmasına atfedilebilir ve kanıt sağlar.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
-
İlgili Medya telophase Wikimedia Commons
