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Molekulare Dynamik der zuverlässigen Zellteilung

Dass eine neue Zelle eine exakte Kopie des genetischen Materials in der ursprünglichen Zelle bekommt, ist eine erstaunliche und wesentliche Leistung. Der Star der Show, der für das Verfahren verantwortlich ist, ist ein Proteinkomplex, der Kinetochor.
Molekulare Dynamik der zuverlässigen Zellteilung
Die Befestigung von Chromosomen an die Mikrotubuli der Spindel ist ein stark regulierter Prozess. Ein Ausfall der Chromosomen bei der richtigen Entmischung liegt hinter vielen genetischen Erkrankungen. Erst nach korrekter Befestigung kann der Zellzyklus fortgesetzt werden. Tatsächlich gibt es einen Halteprozess während überprüft wird, dass alles in Ordnung ist, und zwar durch die Aktion des Spindle Assembly Checkpoint (SAC). Der Kinetochor leitet die Chromosomen an die Mikrotubuli über, ist aber auch die Plattform für die SAC-Signalisierung. Jedoch sind die molekularen Mechanismen und Dynamik der Bildung des Wartesignals im Zellzyklus, einem der wichtigsten Zellfunktionen, noch unklar.

Das KT-MT INTERFACE-Projekt (Molecular organization of the kinetochore-microtubule interface) hat die Architektur des Kinetochors und seine Funktionen untersucht. Dazu rekonstituierten die Forscher Kinetochor-Partikel aus gereinigten Proteinen. Mithilfe dieses Rekonstitutionsansatzes konnten die Wissenschaftler die Architektur des Kinetochors kartieren sowie das Bindungsverhalten seiner Mikrotubuli und die Zusammenarbeit zwischen den Mikrotubuli-bindenden Proteinen studieren.

Vielleicht ist einer der faszinierendsten Aspekte des Zellzyklus das "Wartesignal", das von der SAC erzeugt wird. Der SAC stoppt den Zellzyklus, bis alle Chromosomen in zwei Richtungen orientiert sind, indem sie die Bildung des mitotischen Checkpoint-Komplexes (MCC) beschleunigen. Der neu gebildete MCC hemmt anschließend APC / C und verhindert damit das Fortschreiten in die Anaphase.

Da fast alle SAC-Proteine an den Kinetochore lokalisieren, wurde postuliert, dass der Kinetochor die Geschwindigkeit regulieren kann, mit der der MCC gebildet wird, und somit die Stärke des "Wartesignals" reguliert. Dem Projektteam ist es gelungen, die Dynamik der MCC-Komplexbildung zu rekonstituieren und die Katalyse der Montage und Demontage zu messen. Die anschließende molekulare Dissektionen werfen Licht auf den Mechanismus dieser entscheidenden mitotischen Regulierung.

Die Forschung von KT-MT INTERFACE hat mehr als 20 rekombinante Kinetochor-Untereinheit wiederhergestellt, die Mikrotubuli binden können und die Dynamik der MCC wieder hergestellt. Die Studie hat einen großartigen Einblick in die Struktur und die Signalfunktion des Kinetochor ergeben.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Zellteilung, kinetochor, Mikrotubuli, Spindelanordnungskontrollpunkt, mitotischer Checkpoint-Komplex
Datensatznummer: 181166 / Zuletzt geändert am: 2016-05-10
Bereich: Biologie, Medizin
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