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第6章:纺锤体.ppt

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第六章:有丝分裂纺锤体的组装,第一节 有丝分裂纺锤体,一、有丝分裂纺锤体的结构与行为,微管: 动粒微管 极间微管 星体微管 极体:有中心体or无 染色体:在动粒处与微管附着,间期细胞的微管长而稳定,而有丝分裂期的微管特性发生很大变化,如微管越来越短,并能快速生长收缩。这些行为对于微管对动粒以及其他纺锤体成分的搜索与捕捉十分理想,一、有丝分裂纺锤体的结构与行为,微管必须双极阵列 纺锤体上染色单体对指向必须正确 每个姊妹染色单体必须连接到相反的纺锤体极,有丝分裂纺锤体必须是双极,纺锤体结构和染色体附着的两侧对称,对于纺锤体拉开染色单体对,以及将一套完整的染色体转运到细胞任一极的能力非常重要,二、纺锤体的组装,如何构建围绕姊妹染色单体的微管双极阵列; 以及如何将姊妹染色单体以正确的双指向性附着于双极阵列上。 所有的真核生物中,两极纺锤体的构建很大程度上依赖于纺锤体成分的自我组织能力。 马达蛋白分子和其他蛋白与微管相互作用,将它们组织成每一列微管的正极在中心重叠的反向平行阵列,第二节 微管的核化,稳定性和运动性,一、g-TuRC,g-微管蛋白指环复合物(g-TuRC):大的蛋白复合物,含有称为g-微管蛋白的特化形式的微管蛋白,它能将微管在其负极核化,允许正极向外生长。 微管组织中心:中心体和纺锤体极体, g-TuRC附着其上,二、稳定与去稳定蛋白,微管的动态特性:生长速率,微管解聚频率,二、稳定与去稳定蛋白,解聚因子:驱动蛋白-13家族,结合于微管末端,通过启动构型变化破坏原纤丝之间的横向作用来诱导微管的解聚 。 稳定蛋白:蛙的XMAP215蛋白,对抗解聚因子的去稳定效应。结合在微管的侧面或端部。其作用部分是通过结合到微管正极,并因此阻断其与去稳定子的结合来实现,二、稳定与去稳定蛋白,数个重要的蛋白质结合到微管正极并控制正极的动态变化,或将正极连接到其他细胞结构。 这一家族中的一个突出成员是EB1,它能结合到正在生长而不是收缩的微管的正极,与动粒和细胞皮层处的一些其他蛋白相互作用。 另一群重要的微管调节蛋白稳定并交联微管的负极以形成集中的纺锤体极,这通常在一些马达蛋白的辅助下进行,这些马达蛋白能沿着微管朝负极方向运动。,三、马达蛋白,沿着微管移动,运输分子货物 将微管连接成产生拉力的阵列如纺锤体。两类微管马达蛋白家族: 驱动蛋白(Kinesin)或驱动蛋白相关蛋白的大家族,在真核生物中含有很多成员,大部分驱动蛋白相关马达蛋白分子沿着微管朝正极移动,尽管有些也朝反方向运动。 动力蛋白(dynein):都朝着负极移动。,,四种类型的主要马达蛋白在纺锤体组装中特别重要: 驱动蛋白-5:两个马达蛋白结构域结合不同的微管,交联反向平行的微管:分离两极 驱动蛋白-14蛋白:负极指向,交联微管,将他们相互滑动或集中于纺锤体极处 驱动蛋白-4和驱动蛋白-10蛋白:负极指向,与染色体臂相结合:拉动染色体 细胞质动力蛋白:负极指向,能在细胞内不同位置将微管与其他蛋白交联:如皮层,,,,,第三节 中心体和纺锤体极体及其复制,一、中心体和纺锤体极体,中心体,,The G1–G2 tether,The S–M Linker,Appendage,PCM,中心体周期,一、中心体和纺锤体极体,芽殖酵母纺锤体极体与动物细胞中心体几乎没什么相同之处。它由一垛蛋白片层结构组成,称为板层,插入核被膜内。 内板 外板 中板 核化新纺锤体极体的组装,二、中心体和纺锤体极体的复制,?控制?? 发生时间:在G1期末段 控制因素:G1/S-Cdks;S期周期蛋白 A-Cdk2复合物也可协助启动复制过程。 How? 动物细胞:磷酸化称为nucleophosmin和CP110的两个中心体蛋白发挥作用。 芽殖酵母中:磷酸化包括称为Spc42的核心成分是数个蛋白质,二、中心体和纺锤体极体的复制,其他调节因素: Plk4的蛋白激酶,是Polo-like蛋白激酶家族的一个远缘成员 Zyg-1的激酶,能启动线虫胚胎中心粒的合成。 泛素介导的蛋白酶解,包括泛素-蛋白连接酶SCF,也有助于中心体复制的启动。,三、中心体复制在一个细胞周期中 一般只发生一次,机制了解很少。很大的一个可能性是中心体复制与染色体复制的调控机制相同: 即,当S期发生中心体复制时,存在某种机制来阻断其再次复制,并且这种阻断直到细胞完成周期进入下一个G1期后才解除。,第四节 动粒,一、动粒是微管染色体附着的主要位点,动粒位于染色单体的着丝粒处,将着丝粒与纺锤体极体发射出的微管的正极连接。 附着位点, 监控局部拉力与微管附着,并发出信息改变自身行为并控制细胞周期进程:spindle checkpoint 产生或控制纺锤体上拉动染色体的拉力:马达蛋白分子和其他微管结合蛋白,二、动粒为动态的微管正极 提供了稳定的附着,微管附着在动粒上的
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