Karan vertailupiste

Karan tarkistuspiste , joka tunnetaan myös nimellä metafaasista anafaasiin siirtymä , karan kokoonpanon tarkistuspiste ( SAC ), metafaasin tarkistuspiste tai mitoottinen tarkistuspiste , on solusyklin tarkistuspiste mitoosin tai meioosin aikana , joka estää päällekkäisiä kromosomeja eroamasta ( anafaasiin ) asti jokainen kromosomi on kunnolla kiinnitetty karaan . Oikean erotuksen saavuttamiseksi sisarkromatidien kaksi kinetokooria on kiinnitettävä karan vastakkaisiin napoihin (bipolaarinen suuntaus) [1] . Vain tämä kiinnitysmenetelmä varmistaa, että jokainen tytärsolu saa yhden kopion kromosomista. Tämän tarkistuspisteen määrittävä biokemiallinen piirre on anafaasia edistävän kompleksin stimulaatio sykliini-CDK M- faasikompleksien toimesta , mikä puolestaan ​​aiheuttaa sykliinien ja proteiinien proteolyyttistä hajoamista , jotka pitävät sisarkromatideja yhdessä [2] .

Yleiskatsaus ja merkitys

Metafaasin alkamiselle on ominaista mikrotubulusten liittoutuminen kromosomien kinetokoorien kanssa sekä kromosomien kohdistaminen solun keskellä. Jokaisella kromatidilla on oma kinetokorinsa, ja kaikki sisarkromatidin kinetokoreihin liittyvät mikrotubulukset säteilevät solun vastakkaisista navoista. Nämä mikrotubulukset vetävät kromosomeja solujen vastakkaisiin päihin, kun taas sisarkromatidien välinen koheesio vastustaa tätä voimaa.

Siirtyessä metafaasista anafaasiin tämä sisarkromatidien välinen yhteys katkeaa ja erotetut kromatidit vedetään solun vastakkaisille puolille karan mikrotubulusten avulla. Kromatidit erotetaan edelleen karan napojen fyysisellä liikkeellä. Kromatidien ennenaikainen dissosioituminen voi johtaa kromosomien hajoamiseen ja aneuploidiaan tytärsoluissa. Näin ollen karan tarkistuspisteen tehtävänä on estää tämä siirtyminen anafaasiin, kunnes kromosomit ovat kunnolla kiinnittyneet ennen kuin sisarkromatidit eroavat.

Solun identiteetin ja sen asianmukaisen toiminnan säilyttämiseksi on välttämätöntä ylläpitää sopiva määrä kromosomeja jokaisen solujakautumisen jälkeen . Virhe luotaessa tytärsoluja, joissa on odotettua vähemmän tai enemmän kromosomeja (tilanne, jota kutsutaan aneuploidiaksi ), voi parhaimmillaan johtaa solukuolemaan tai päinvastoin voi johtaa katastrofaalisiin fenotyyppisiin tuloksiin [3] [4] . Esimerkkejä:

Spindle Assembly Checkpoint Detection (SAC)

Zirkle (vuonna 1970) oli yksi ensimmäisistä tutkijoista, jotka havaitsivat, että kun edes yksi kromosomi viivästyy matkalla metafaasilevyyn, anafaasin alkaminen viivästyy muutamalla minuutilla sen saapumisen jälkeen [5] . Tämä havainto yhdessä samankaltaisten havaintojen kanssa viittaa siihen, että siirtymisessä metafaasista anafaasiin on hallintamekanismi. Käytettäessä lääkkeitä, kuten nokodatsolia ja kolkisiinia , mitoottinen kara puretaan ja solusykli estyy siirtymisen aikana metafaasista anafaasiin. Näitä valmisteita käytettäessä (katso Reederin ja Palazzon katsaus vuonna 1992 [6] ) ehdotettua ohjausmekanismia kutsuttiin Spindle Assembly Checkpointiksi (SAC, spindle control point). Siitä lähtien tätä säätelymekanismia on tutkittu intensiivisesti [7] .

Erityyppisten geneettisten tutkimusten avulla on todettu, että erilaiset viat voivat aktivoida SAC:n: karan depolymeroituminen [8] [9] , disentristen kromosomien läsnäolo (kahdella sentromeerillä) [10] , sentromeerien hajoaminen poikkeava tapa [11] , viat napakarojen rungoissa S. cerevisiaessa [12] , viat kinetokooriproteiineissa [13] , mutaatiot sentromeerisessä DNA:ssa [14] tai viat mitoosin aikana aktiivisissa molekyylimoottoreissa [8] . Yhteenveto näistä havainnoista löytyy Hardwickin ja työtovereiden vuoden 1999 julkaisusta [15] .

Omia havaintojaan käyttäen Zirkle [5] ehdotti ensimmäisenä, että "jotkin (...) solun anafaasiin pääsemiseksi välttämättömät aineet ilmestyvät muutama minuutti C:n jälkeen (hetkellä, kun viimeinen kromosomi saapuu metafaasilevylle) tai sytoplasmisessa tilassa tapahtuneen jyrkän muutoksen jälkeen , välittömästi C:ssä tai välittömästi C", mikä viittaa siihen, että tämä toiminto on paikallinen kinetokoreihin, jotka eivät ole kiinnittyneet mitoottiseen karaan. McIntosh laajensi tätä ehdotusta ehdottamalla, että yksi sentromeereissä sijaitseva kantaa tunnistava entsyymi tuottaa inhibiittorin anafaasin alkamiselle, kun kaksi sisarkinetokooria eivät ole bipolaarisen jännityksen alaisia ​​[16] . Itse asiassa saatavilla olevat todisteet viittaavat siihen, että "odottaa anafaasiin pääsyä" -signaali tuotetaan pääasiassa kiinnittymättömissä kinetokooreissa tai niiden lähellä [17] . Ensisijainen tapahtuma, joka liittyy kinetokorin kiinnittymiseen karaan, joka kykenee inaktivoimaan estävän signaalin ja vapauttamaan metafaasin, voi olla joko mikrotubulusten hankkiminen kinetokorin toimesta (kuten Reeder ja työtoverit ehdottivat vuonna 1995 [ 17] .), tai jännitys, joka stabiloi mikrotubulusten kiinnittymistä kinetokooreihin (kuten Niklasin laboratoriossa tehdyt kokeet ehdottavat [18] ). Myöhemmät tutkimukset soluilla, jotka sisälsivät kaksi itsenäistä mitoottista karaa yhdessä sytoplasmassa , ovat osoittaneet, että metafaasista anafaasiin siirtymisen estäjä muodostuu kiinnittymättömistä kinetokooreista, eikä se diffundoitu vapaasti sytoplasmaan [19] . Sama tutkimus osoitti kuitenkin, että kun siirtymä metafaasista anafaasiin on aloitettu yhdessä solun osassa, tämä informaatio etenee läpi sytoplasman ja voi voittaa anafaasisiirtymään liittyvän "odota anafaasiin pääsyä" -signaalin. toinen kara, joka sisältää kiinnittymättömiä kinetokooreja.

Taustaa sisarkromatidin monistamisesta, koheesiosta ja segregaatiosta

Solunjako: materiaalin monistaminen ja leviäminen tytärsoluihin

Kun solut ovat valmiita jakautumaan, koska ne ovat riittävän suuria tai ne saavat sopivan ärsykkeen [20] , ne aktivoivat mekanismin päästäkseen solukiertoon ja monistavat suurimman osan organelleista S-vaiheen (synteesi) aikana, mukaan lukien niiden senrosomit . Siksi, kun solunjakautumisprosessi on valmis, jokainen tytärsolu saa täydellisen sarjan organelleja. Samanaikaisesti S-vaiheen aikana kaikkien solujen on kopioitava DNA :nsa erittäin tarkasti  , prosessia kutsutaan DNA-replikaatioksi . Kun DNA:n replikaatio on valmis, eukaryooteissa DNA-molekyyli tiivistyy ja tiivistyy muodostaen mitoottisia kromosomeja , joista kukin koostuu kahdesta sisarkromatidista , joita pitää yhdessä niiden välinen kytkentä ; kukin kromatidi on täydellinen DNA-molekyyli, joka on kiinnittynyt mikrotubulusten kautta toiseen jakautuvan solun kahdesta sentrosomista, jotka sijaitsevat solun vastakkaisissa napoissa. Sentosomien ja mikrotubulusten muodostamaa rakennetta kutsutaan mitoottiseksi karaksi sen ominaisen muodon vuoksi, joka pitää kromosomit kahden sentrosomin välissä. Molemmat sisarkromatidit pysyvät yhdessä anafaasiin asti ; tässä vaiheessa ne eroavat toisistaan ​​ja suuntaavat kohti sentosomia, johon ne ovat kiinnittyneet. Siten, kun kaksi tytärsolua eroaa jakautumisprosessin lopussa, kukin niistä saa täydellisen sarjan kromatideja. Sisarkromatidien oikeasta jakautumisesta solunjakautumisen aikana vastuussa olevaa mekanismia kutsutaan kromosomien segregaatioksi .

Sen varmistamiseksi, että kromosomit erottuvat kunnolla, solut ovat kehittäneet tarkan ja monimutkaisen mekanismin. Ensinnäkin solujen on koordinoitava sentrosomien kaksinkertaistuminen DNA-replikaation kanssa, ja tämän koordinaation epäonnistuminen synnyttää monopolaarisia tai multipolaarisia mitoottisia karoja, jotka yleensä aiheuttavat epänormaalia kromosomien segregaatiota [21] , koska tässä tapauksessa kromosomien jakautumista ei tapahdu. tasapainoisella tavalla.

Mitoosi: Kromosomien kiinnittyminen karaan ja kromosomien erottelu

S-vaiheen aikana senrosomi alkaa kaksinkertaistua. Juuri mitoosin alussa molemmat sentriolit saavuttavat maksimipituutensa, keräävät lisämateriaalia ja niiden kyky muodostaa mikrotubulusytimiä kasvaa. Mitoosin edetessä molemmat sentrosomit eroavat muodostaen mitoottisen karan [22] . Siten mitoottisessa karassa on kaksi napaa, joista mikrotubulukset tulevat ulos. Mikrotubulukset (MT:t) ovat pitkiä proteiinifilamentteja, joiden päät ovat epäsymmetriset: toinen pää, joka on merkitty "miinus" (-), on suhteellisen vakaa ja lähellä sentosomia, ja pää, joka on merkitty "plus" (+) vuorotellen kasvu- ja takaisinveto, solun keskustan tutkiminen kromosomien etsimiseksi. Jokaisella kromatidilla on erityinen alue nimeltä sentromeeri , jonka päälle on koottu proteiinirakenne nimeltä kinetochore , joka pystyy stabiloimaan mikrotubuluksen plus-pään. Jos siis sattumalta solun keskustaa tutkiva mikrotubulus kohtaa kinetokorin, voi käydä niin, että kinetokori vangitsee sen niin, että kromosomi kiinnittyy karaan yhden sisarkromatidinsa kinetokorin kautta. Kromosomilla on aktiivinen rooli kinetokorin kiinnittymisessä karaan. Kromatiiniin liittyy guaniininukleotidinvaihtotekijä (GEF), joka stimuloi kromosomin lähellä olevaa sytosolista Rania sitomaan GTP:tä GDP:n sijasta. Aktivoitu GTP:hen sitoutunut Ranin muoto vapauttaa mikrotubuluksia stabiloivia proteiineja, kuten TPX2:ta, sytosolissa olevista proteiinikomplekseista, mikä aiheuttaa mikrotubulusten nukleaatiota ja polymeroitumista kromosomien ympärillä [2] . Nämä kinetokoorista peräisin olevat mikrotubulukset, yhdessä ulompien kinetokoorien kinesiinimoottoriproteiinien kanssa, helpottavat vuorovaikutusta karanapaperäisten mikrotubulusten sivupinnan kanssa. Nämä sivukiinnikkeet eivät kuitenkaan ole vakaita, ja ne on muutettava päätykiinnitykseksi. Sivuttaiskiinnityksen muuntuminen kärkikiinnitykseksi mahdollistaa mikrotubulusten plus-päiden kasvun ja supistumisen muuntamisen kromosomien työntö- ja vetovoimiksi oikean biorientaation saavuttamiseksi. Koska tapahtuu niin, että sisarkromatidit ovat liittyneet yhteen ja molemmat kinetokorit sijaitsevat peräkkäin molemmissa kromatideissa, kun yksi kinetokori liittyy yhteen sentrosomiin, sisarkinetokori avautuu vastakkaisessa navassa sijaitsevalle sentrosomille; tästä syystä useimmissa tapauksissa toinen kinetokori kytkeytyy sentrosomiin vastakkaisessa navassa sen mikrotubulusten kautta [23] , jolloin kromosomit muuttuvat "kaksisuuntaisiksi", mikä on peruskonfiguraatio (kutsutaan myös amfiteeliseksi ), joka varmistaa, että kromosomi segregaatio tapahtuu oikein solun jakautuessa [24] [25] . Joskus toinen kahdesta sisarkinetokorista voi kiinnittyä samanaikaisesti molempien navojen synnyttämiin MT:ihin, meroteliciksi kutsuttuun konfiguraatioon , jota karan tarkistuspiste ei havaitse, mutta joka voi synnyttää jäljessä olevia kromosomeja anafaasin aikana ja siten aneuploidia. Merotelinen orientaatio (jolle on ominaista jännityksen puuttuminen sisarkinetokoorien välillä) on yleistä mitoosin alkaessa, mutta Aurora B -proteiini (hiivasta selkärankaisille säilynyt kinaasi) havaitsee ja poistaa tämän tyyppisen ankkuroinnin [26] . (Huomaa: Aurora B on usein yli-ilmentynyt erityyppisissä kasvaimissa ja on tällä hetkellä syöpälääkkeiden kehittämisen kohde [27] .)

Sisarkromatidien paakkuuntumista mitoosin aikana Kohesiini: SMC-proteiinit

Kuten aiemmin todettiin, sisarkromatidit pysyvät assosioituneina S-vaiheesta (kun DNA replikoituu muodostaen kaksi identtistä kopiota, kaksi kromatidia) anafaasiin asti. Tässä vaiheessa kaksi sisarkromatidia eroavat toisistaan ​​ja hajaantuvat jakautuvan solun vastakkaisille napoille. Geneettiset ja biokemialliset tutkimukset hiiva- ja munauutteista Xenopus laevisissa ovat tunnistaneet polyproteiinikompleksin merkittäväksi toimijaksi sisarkromatidin koheesiossa (katso Hiranon katsaus vuonna 2000 [28] ). Tämä kompleksi tunnetaan kohesiinikompleksina , ja Saccharomyces cerevisiaessa se koostuu vähintään neljästä alayksiköstä: Smc1p, Smc3p, Scc1p (tai Mcd1p) ja Scc3p. Sekä Smc1p että Smc3p kuuluvat kromosomin rakenteellisten ylläpitoproteiinien (SMC) perheeseen, jotka muodostavat ryhmän erittäin konservoituneita kromosomaalisia ATPaaseja ja muodostavat heterodimeerin (Smc1p/Smc3p). Scc1p on Rad21:n homologi S. cerevisiaessa , joka tunnistettiin ensin proteiiniksi, joka osallistuu DNA:n korjaukseen S. pombessa . Nämä neljä proteiinia ovat välttämättömiä hiivalle, ja minkä tahansa niistä tapahtuva mutaatio johtaa sisarkromatidien ennenaikaiseen erottumiseen. Hiivassa kohesiini sitoutuu edullisiin kohtiin kromosomivarsien varrella ja sitä on hyvin runsaasti sentromeerien lähellä, kuten kromatiini-immunosaostusta käyttävä tutkimus osoittaa [29] .

Heterokromatiinin rooli

Klassiset sytologiset havainnot ovat vahvistaneet, että sisarkromatidit ovat kiinnittyneet voimakkaammin heterokromaattisiin alueisiin [30] , mikä osoittaa, että heterokromatiinin spesifinen rakenne tai koostumus voi suosia kohesiinin rekrytoitumista [31] . Itse asiassa Swi6:n (HP-1-homologi S. pombessa ) on osoitettu sitoutuvan histoni H3:n metyloituun Lys 9: ään ja edistävän kohesiinin sitoutumista sentromeerisiin toistoihin S. pombessa [32] [33] . Uusimmat tutkimukset osoittavat, että RNAi -mekanismi säätelee heterokromatiinin muodostumista, mikä puolestaan ​​värvää koheesiinia tälle alueelle sekä S. pombessa [34] että selkärankaisten soluissa [35] . On kuitenkin oltava muita mekanismeja kuin heterokromatiini tehostetun koheesion aikaansaamiseksi sentromeereissä, koska S. cerevisiaesta puuttuu heterokromatiini sentromeerien vieressä, mutta toiminnallisen sentromeerin läsnäolo indusoi kohesiiniassosiaatiota viereisellä 20-50 kb:n alueella. [36]

Tässä suunnassa Orc2 (yksi lähdetunnistuskompleksiin (ORC) sisältyvä proteiini , joka osallistuu DNA:n replikaation aloittamiseen S-vaiheen aikana ) sijaitsee myös kinetokoreissa ihmisen solujen mitoosin aikana [37] ; Tämän lokalisoinnin mukaisesti jotkut havainnot viittaavat siihen, että hiivassa oleva Orc2 on osallisena sisarkromatidin koheesiossa ja sen poistaminen indusoi SAC-aktivaatiota [38] . On myös havaittu, että muut ORC-kompleksin komponentit (kuten orc5 S. pombessa ) osallistuvat koheesioon. ORC-proteiineja sisältävä molekyylipolku näyttää kuitenkin täydentävän kohesiinireittiä ja on suurelta osin tuntematon.

Koheesiofunktio ja sen hajoaminen

Sentromeerinen kytkentä vastustaa karan mikrotubulusten napoihin kohdistamia voimia, jotka luovat jännitystä sisarkinetokoorien välille. Tämä jännitys puolestaan ​​stabiloi mikrotubuluksen ja kinetokorin liitosta mekanismin kautta, joka sisältää Aurora B -proteiinin (tarkastelivat Howf ja Watanabe, 2004 [39] ).

Itse asiassa kohesiinitasojen lasku soluissa johtaa sisarkromatidien ennenaikaiseen erottumiseen, samoin kuin virheisiin kromosomien kongressissa metafaasilevyssä ja proteiinien siirtymiseen matkustajan kromosomikompleksissa , joka sisältää Aurora B -proteiinin [40] [41] . Kohesiinikompleksin ehdotettu rakenne viittaa siihen, että tämä kompleksi yhdistää suoraan molemmat sisarkromatidit [42] . Tässä oletetussa rakenteessa kohesiinin SMC-komponenteilla on rakenteellinen rooli siten, että SMC-heterodimeeri voi toimia DNA:ta sitovana proteiinina, jonka konformaatiota säätelee ATP [43] . Scc1p:llä ja Scc3p:llä on kuitenkin sääntelytehtävä [28] .

S. cerevisiaessa Pds1p (tunnetaan myös nimellä securiini ) säätelee sisarkromatidin koheesiota, koska se sitoo ja estää Esplp- proteaasia ( sepiini tai separaasi ). Kun anafaasi alkaa, anafaasia aktivoiva kompleksi ( APC/C tai syklosomi) pilkkoo sekuriinin. APC/C on E3 pyöreä ubikvitiiniligaasi, joka värvää ubikitiinilla ladatun ubikvitiinikonjugoivan entsyymin E2. Securin tunnistetaan vain, jos Cdc20, aktivaattorialayksikkö, liittyy APC/C:n ytimeen. Kun securiini, Cdc20 ja E2 ovat kaikki sitoutuneet APC/C:hen, E2 ubikvitinoi securiinin ja tuhoaa sen valikoivasti. Securiinin hajoaminen vapauttaa proteaasin Esp1p/separase, joka hajottaa kohesiinirenkaita, jotka sitovat kahta sisarkromatidia, mikä edistää sisarkromatidin erottumista [44] . On myös osoitettu, että Polo/Cdc5-kinaasi fosforyloi seriinijäännöksiä lähellä Scc1 :n leikkauskohtaa, ja tämän fosforylaation pitäisi edistää leikkausaktiivisuutta [45] .

Vaikka tämä mekanismi säilyy evoluution kautta [46] [47] , selkärankaisissa useimmat kohesiinimolekyylit vapautuvat profaasissa, riippumatta APC/C:n läsnäolosta, prosessissa, joka riippuu Polo-like 1:stä ( PLK1 ) ja Aurora B :stä [48] . ] . On kuitenkin osoitettu, että pieni määrä Scc1:tä pysyy assosioituneena sentromeereihin ihmissoluissa metafaasiin asti, ja samanlainen määrä leikataan pois anafaasissa, kun se katoaa sentromeereistä [49] . Toisaalta jotkut kokeet osoittavat, että käsivarsien sisarkromatidien koheesio häviää vähitellen sisarsentromeerien erotuksen jälkeen ja sisarkromatidit siirtyvät solun vastakkaisille napoille [50] [51] .

Joidenkin havaintojen mukaan osa kromosomivarsien ja sentromeerikohesiinien kohesiineista on suojattu Shugoshin-proteiinilla ( Shugoshin, Sgo1), jolloin vältetään niiden vapautuminen profaasissa [52] [53] . Voidakseen toimia sentromeerisen koheesion suojelijana, Sgo1 on inaktivoitava varhaisessa anafaasissa, kuten myös Pds1p. Itse asiassa sekä Pds1p että Sgo1 ovat APC/C-substraatteja selkärankaisilla [54] .

Yleiskatsaus karan tarkistuspisteeseen

Karan kokoonpanon tarkistuspiste (SAC) on virheellisesti kiinnittyneiden kinetokoorien tuottama aktiivinen signaali , joka säilyy kaikissa eukaryooteissa . SAC pysäyttää solusyklin säätelemällä negatiivisesti CDC20:ta, estäen siten anafaasia stimuloivan kompleksin (APC) polyubiquitinaatioaktiivisuuden aktivoitumisen. SAC-signaalista vastaavat proteiinit muodostavat mitoottisen tarkistuspistekompleksin (MCC), joka sisältää SAC-proteiinit, MAD2 / MAD3 :n (mitoottinen pysähtymispuutos), BUB3 :n (bentsimidatsoli ei estä silmumista) ja CDC20:n [55] . Muita SAC:n proteiineja ovat MAD1 , BUB1 , MPS1 ja Aurora B. Korkeammille eukaryooteille ROD-ZW10- kompleksin aineosat ovat SAC:n lisäsäätelyaineita , <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/ P31comet" rel ="mw:ExtLink" title="P31comet" class="new cx-link" data-linkid="208">p31<sup>komeetta</sup></a>, MAPK , CDK1-sykliini- B , NEK2 ja PLK1 [56] .

Tarkistuspisteen aktivointi

SAC tarkkailee väärin kytkettyjen kinetokoorien ja karan mikrotubulusten välistä vuorovaikutusta ja pysyy yllä, kunnes kinetokoorit ovat kunnolla kiinni karassa. Prometafaasin aikana CDC20- ja SAC-proteiinit keskittyvät kinetokoreihin ennen kiinnittymistä karakokoonpanoon. Nämä proteiinit ylläpitävät SAC-aktivaatiota, kunnes ne poistetaan ja kunnollinen kinetokorin kiinnittyminen mikrotubuluksiin on muodostettu. Jopa yksittäinen kiinnittämätön kinetokori voi tukea karan tarkistuspistettä [55] . Mikrotubuluksen plus-pään kiinnittymisen ja kinetokorin mikrotubuluksen muodostumisen jälkeen MAD1 ja MAD2 ovat tyhjentyneet kinetokoorikokoonpanosta. Toinen tarkistuspisteen aktivoinnin säätelijä on kinetokoorijännite. Kun sisarkinetokooret on kiinnitetty kunnolla vastakkaisiin karanapoihin, mitoottisessa karassa olevat voimat synnyttävät jännitystä kinetokoreihin. Kaksisuuntaiset sisarkinetokooret stabiloivat kinetokoori-mikrotubuluskokoonpanoa, kun taas heikolla jännityksellä on epävakauttava vaikutus. Reaktiona kinetokorin väärin kiinnittymiseen, kuten synteettiseen kiinnitykseen, jossa molemmat kinetokoorit kiinnittyvät samaan karanapaan, tuloksena oleva pieni jännitys horjuttaa virheellistä kiinnitystä ja mahdollistaa kinetokorin kiinnittymisen kunnolla karan runkoon. Tämän prosessin aikana mitoottiseen karaan kiinnittyneet kinetokorot, jotka eivät ole jännittyneet, laukaisevat karan tarkistuspisteen. Matkustajakromosomaalisen kompleksin kinaasi Aurora-B/Ipl1 toimii jännitysanturina kinetokorivirheissä. Se havaitsee ja destabiloi virheelliset kiinnittymiset ohjaamalla mikrotubulusten irtoavaa KINI MCAK -kinesiiniä, DASH-kompleksia ja Ndc80/Hec1-kompleksia [57] mikrotubuluksen ja kinetokorin rajapinnassa [56] . Aurora-B/Ipl1-kinaasi on myös kriittinen korjaamaan merotelisia kiinnityksiä, kun yksi kinetokori kiinnittyy samanaikaisesti molempiin karan napoihin. Meroteelikiinnitykset luovat riittävää jännitystä, eivätkä SAC havaitse niitä, ja jos niitä ei korjata, ne voivat johtaa kromosomien väärinryhmittymiseen kromatidien alhaisen migraationopeuden vuoksi. Vaikka mikrotubulusten kiinnitys vaaditaan itsenäisesti SAC:n aktivointiin, ei ole selvää, onko jännitys SAC:n itsenäinen säätelijä, vaikka on selvää, että venytettynä esiintyy erilaisia ​​​​sääntelykäyttäytymiä.

Aktivoitumisen jälkeen karan tarkistuspiste estää pääsyn anafaasiin estämällä anafaasia edistävää kompleksia säätelemällä mitoottisen tarkistuspistekompleksin aktiivisuutta. Mitoottisen tarkistuspistekompleksin aiheuttamaa APC:n eston mekanismia ymmärretään huonosti, vaikka oletetaan, että MCC sitoutuu APC: hen pseudosubstraattina käyttämällä KEN-box- motiivia BUBR1 : ssä . Samalla kun mitoottinen tarkistuspistekompleksi aktivoituu, sentromeeriproteiini CENP-E aktivoi BUBR1:n, joka myös estää anafaasin [56] .

Mitoottisen tarkistuspistekompleksin muodostuminen

Mitoottinen tarkistuspistekompleksi koostuu BUB3 :sta sekä Cdc20:een liittyvistä MAD2 :sta ja MAD3:sta . MAD2:lla ja MAD3:lla on erilaiset sitoutumiskohdat CDC20:ssa ja ne toimivat synergistisesti APC/C:n estämiseksi. MAD3-kompleksi koostuu BUB3:sta, joka sitoutuu Mad3:een ja BUB1B :hen lyhyen lineaarisen motiivin kautta, joka tunnetaan nimellä GLEBS-motiivi. Tarkka liittämisjärjestys, joka on tapahduttava oman asiakaskeskuksen muodostamiseksi, on edelleen tuntematon. On mahdollista, että Mad2-Cdc20 muodostavat kompleksin samaan aikaan, kun BUBR1-BUB3-Cdc20 muodostavat toisen kompleksin, ja siksi nämä kaksi alakompleksia yhdistyvät mitoottiseksi tarkistuspistekompleksiksi [55] . Ihmissoluissa BUBR1:n sitoutuminen CDC20:een edellyttää MAD2:n etukäteen sitoutumista CDC20:een, joten on mahdollista, että MAD2-CDC20-alakompleksi toimii MCC:n muodostumisen initiaattorina. BUBR1:n ehtyminen johtaa vain vaatimattomaan laskuun Mad2-Cdc20-tasoissa, kun taas Mad2 tarvitaan BubR1-Bub3:n sitoutumiseen Cdc20:een. BUBR1 vaaditaan kuitenkin edelleen tarkistuspisteen aktivointiin [56] .

MCC:n muodostumismekanismi on epäselvä, ja kilpailevia teorioita on sekä kinetokorista riippuvasta että kinetokorista riippumattomasta muodostumisesta. Kinetokorista riippumattoman teorian tueksi MCC löytyy S. cerevisiae -soluista , joissa kinetokorin tuman kokoonpanoproteiinit on mutatoitu, ja soluista, joissa SAC on deaktivoitu, mikä viittaa siihen, että MCC voi koota mitoosin aikana ilman kinetokoorin paikantumista. Yhdessä mallissa kiinnittymättömät prometafaasin kinetokoorit voivat "herkistää" APC:t MCC:n estämiselle värväämällä APC:itä kinetokoreihin toimivan SAC:n kautta. Lisäksi erilaisten SAC-proteiinien ehtyminen on osoittanut, että MAD2- ja BUBR1-depletio vaikuttavat mitoosin ajoitukseen kinetokooreista riippumatta, kun taas muiden SAC-proteiinien ehtyminen johtaa toimintahäiriöihin SAC:ien syntymiseen muuttamatta mitoosin kestoa. Näin ollen on mahdollista, että SAC toimii kaksivaiheisen ajastimen kautta, jossa MAD2 ja BUBR1 ohjaavat mitoosin kestoa ensimmäisessä vaiheessa, jota voidaan pidentää toisessa vaiheessa, jos on kiinnittymättömiä kinetokooreja sekä muita SAC-proteiineja [56 ] . On kuitenkin olemassa useita todisteita, jotka eivät tue kinetokorista riippumatonta kokoonpanoa. MCC:tä ei ole vielä havaittu interfaasin aikana, kun taas MCC:tä ei muodostu sen komponenteista X. laevis meiosis II -uutteissa lisäämättä siittiöiden ytimiä ja nokodatsolia karan kokoonpanon estämiseksi.

MCC-muodostuksen johtava malli on "MAD2-mallimalli", joka riippuu MAD2-kinetokooridynamiikasta MCC-sukupolvessa. MAD1 lokalisoituu kiinnittymättömiin kinetokoreihin ja sitoutuu vahvasti MAD2:een. MAD2:n ja BubR1:n lokalisointi kinetokooriin voi myös riippua Aurora B -kinaasista [58] . Solut, joista puuttuu Aurora B, eivät voi pysähtyä metafaasissa, vaikka kromosomeissa ei olisi mikrotubulusten kiinnittymistä [59] . Kiinnittymättömät kinetokoorit sitoutuvat ensin MAD1-C-MAD2-p31- komeettakompleksiin ja vapauttavat p31 - komeetan tuntemattomien mekanismien kautta. Tuloksena oleva MAD-C-MAD2-kompleksi värvää avoimen konformeerin Mad2:n (O-Mad2) kinetokoreihin. Tämä O-Mad2 muuttaa konformaationsa suljetuksi Mad2:ksi (C-Mad2) ja sitoo Mad1:n. Tämä Mad1/C-Mad2-kompleksi on vastuussa lisää O-Mad2:ta rekrytoinnista kinetokoreihin, jotka muuttavat konformaationsa C-Mad2:ksi ja sitovat Cdc20:n automaattisessa vahvistusreaktiossa. Koska MAD1 ja CDC20 sisältävät samanlaisen MAD2:ta sitovan motiivin, O-MAD2:n tyhjä konformaatio muuttuu C-MAD2:ksi sitoutuessaan CDC20:een. Tätä positiivista takaisinkytkentäsilmukkaa säätelee negatiivisesti p31 - komeetta , joka sitoutuu kilpailukykyisesti joko MAD1:een tai CDC20:een sitoutuneeseen C-MAD2:een ja vähentää edelleen O-MAD2:n sitoutumista C-MAD2:een. Muita ohjausmekanismeja voi myös olla, koska p31 - komeetta puuttuu alemmista eukaryooteista. Siten "mallimalli"-nimikkeistö tulee prosessista, jossa MAD1-C-MAD2 toimii mallina C-MAD2-CDC20-kopioiden luomiseksi. Tämä Cdc20-sekvestrointi vaaditaan karan tarkistuspisteen ylläpitämiseksi [55] .

Tarkistuspisteiden deaktivointi

SAC:n deaktivoimiseen on olemassa useita mekanismeja oikean sisarkromatidin biorientaation jälkeen . Kun mikrotubulus kiinnittyy kinetokoriin, katkaisumekanismi kuljettaa karan tarkistuspisteen proteiinit pois kinetokorista dyneiini-dyneiinimoottorikompleksin kautta [56] . Poistetut proteiinit, joihin kuuluvat MAD1, MAD2, MPS1 ja CENP-F , jaetaan sitten uudelleen karan napoihin . Poistoprosessi riippuu suuresti ehjästä mikrotubulusrakenteesta sekä dyneiinin liikkuvuudesta mikrotubuluksia pitkin. Sen lisäksi, että p31- komeetta toimii C-MAD2-positiivisen takaisinkytkentäsilmukan säätäjänä, se voi toimia myös SAC-deaktivaattorina. Kiinnittymättömät kinetokorit inaktivoivat väliaikaisesti p31 - komeetan , mutta kiinnittyminen aktivoi proteiinin uudelleen ja estää MAD2-aktivaation mahdollisesti estävän fosforylaation kautta. Toinen mahdollinen SAC-inaktivaatiomekanismi johtuu MAD2-CDC20-kompleksin energiariippuvasta dissosiaatiosta CDC20:n hajoamattoman ubikvitinaation kautta. Sitä vastoin deubikvitoivaa entsyymiä protekiinia tarvitaan SAC:n ylläpitämiseen. Siten liittämättömät kinetokoorit ylläpitävät tarkistuspistettä luomalla jatkuvasti uudelleen MAD2-CDC20-alikompleksia komponenteistaan. SAC voidaan myös inaktivoida proteolyysillä , jonka APC-aktivaatio indusoi. Koska SAC ei aktivoidu uudelleen sisarkromatidin koheesion menettäessä anafaasin aikana, sykliini B -proteolyysi ja CDK1-sykliini-B-kinaasin inaktivaatio myös estävät SAC-aktiivisuutta. MPS1:n hajoaminen anafaasin aikana estää SAC:n uudelleenaktivoitumisen sisarkromatidien irrottamisen jälkeen. Tarkistuspisteen deaktivoinnin jälkeen ja solusyklin normaalin anafaasin aikana anafaasia stimuloiva kompleksi aktivoituu vähentämällä MCC-aktiivisuutta. Kun näin tapahtuu, entsyymikompleksi polyubikvitinoi anafaasin estäjä securiinin . Ubiquitinaatio ja sekuriinin tuhoutuminen metafaasin lopussa vapauttaa aktiivisen proteaasin, jota kutsutaan separaasiksi. Separaasi pilkkoo koheesiomolekyylejä, jotka pitävät sisarkromatideja yhdessä aktivoiden anafaasin [2] .

Uusi malli SAC deaktivointiin S. cerevisiaessa : mekaaninen kytkin

Uutta mekanismia on ehdotettu selittämään, kuinka mikrotubulusten pään kiinnittäminen kinetokooriin pystyy häiritsemään SAC-signaloinnin tiettyjä vaiheita. Kiinnittymättömässä kinetokorissa ensimmäinen vaihe MCC:n muodostuksessa on Spc105-fosforylaatio Mps1-kinaasin toimesta. Fosforyloitu Spc105 pystyy sitten värväämään alavirran signalointiproteiineja Bub1 ja 3; Mad 1, 2 ja 3; ja Cdc20. Assosiaatio Mad1:n kanssa liittämättömissä kinetokooreissa saa Mad2:n läpikäymään konformaatiomuutoksen, joka muuttaa sen avoimesta muodosta (O-Mad2) suljettuun muotoon (C-Mad2). Mad1:een sitoutunut C-Mad2 dimeroituu sitten toisen O-Mad2:n kanssa ja katalysoi sen sulkeutumista Cdc20:n ympärillä. Tämä C-Mad2:n ja Cdc20:n kompleksi, MCC, jättää Mad1:n ja C-Mad2:n kinetokooriin muodostaen toisen MCC:n. Jokainen MCC eristää kaksi Cdc20-molekyyliä estääkseen niiden vuorovaikutuksen APC/C:n kanssa ja ylläpitää siten SAC:tä [2] . Spc105:n fosforylaatio Mps1:llä on välttämätöntä ja riittävä SAC-signalointireitin aloittamiseksi, mutta tämä vaihe voi tapahtua vain, jos mikrotubulusten kiinnittymistä kinetokooriin ei ole. On osoitettu, että endogeeninen Mps1 liittyy Ndc80:n calponin-homology (CH) -domeeniin, joka sijaitsee uloimmalla kinetokoorialueella, joka on kaukana kromosomista. Vaikka Mps1 on ankkuroitu ulompaan kinetokoriin, se pystyy silti lokalisoitumaan sisempään kinetokooriin ja fosforyloimaan Spc105:n joustavien sarana-alueiden ansiosta Ndc80:ssa. Mekaaninen kytkinmalli viittaa kuitenkin siihen, että mikrotubuluksen kiinnittäminen kinetokorin päähän deaktivoi SAC:n kahdella mekanismilla. Kiinnittyneen mikrotubuluksen läsnäolo lisää etäisyyttä Ndc80:n CH-domeenin ja Spc105:n välillä. Lisäksi Dam1/DASH, suuri 160 proteiinin kompleksi, joka muodostaa renkaan kiinnittyneen mikrotubuluksen ympärille, toimii esteenä näiden kahden proteiinin välillä. Erottaminen estää Mps1:n ja Spc105:n välisen vuorovaikutuksen ja estää siten SAC-signalointireitin [60] .

Tätä mallia ei voida soveltaa SAC:n säätelyyn korkeamman asteen organismeissa, mukaan lukien eläimet. Mekaanisen kytkentämekanismin päänäkökohta on, että S. cerevisiaessa kinetokoorirakenne sallii vain yhden mikrotubuluksen kiinnittämisen. Eläinten kinetokorit ovat toisaalta paljon monimutkaisempia verkostoja, jotka sisältävät sitoutumiskohtia useille mikrotubuluksille [61] . Mikrotubulusten kiinnittäminen kaikkiin kinetokoorin sitoutumiskohtiin ei ole välttämätöntä SAC:n deaktivoimiseksi ja siirtymiseksi anafaasiin. Siksi mikrotubuluksiin kiinnittyneet ja ei-mikrotubuluksiin kiinnittyneet tilat esiintyvät rinnakkain eläimen kinetokorissa, kun taas SAC on estetty. Tämä malli ei sisällä estettä, joka estäisi Mps1:tä, joka liittyy liitettyyn kinetokooriin, fosforyloimasta Spc105:tä viereisessä kiinnittymättömässä kinetokorissa. Lisäksi Dam1/DASH-hiivakompleksi puuttuu eläinsoluista.

Karan tarkistuspisteen viat ja syöpä

Kun karan tarkistuspiste toimii väärin, se voi johtaa kromosomien hajoamiseen, aneuploidiaan ja jopa tuumorigeneesiin [56] . Transformaatio tapahtuu ja kiihtyy, kun genomin eheys häiriintyy, erityisesti kokonaisten kromosomien tai niiden suurten osien yleisellä tasolla. Itse asiassa aneuploidia on yleisin ominaisuus ihmisen kiinteissä kasvaimissa, ja siksi karan kokoonpanon tarkistuspistettä voidaan pitää mahdollisena syöpähoidon kohteena [62] . Tämä on hyvin aliarvioitu tosiasia, koska mutaatioiden tietyissä geeneissä, jotka tunnetaan nimellä onkogeenit tai kasvainsuppressorit , uskotaan ensisijaisesti olevan geneettisen epävakauden ja kasvainten muodostumisen syy. Tyypillisesti solusyklin erilaiset tarkistuspisteet varmistavat genomin eheyden erittäin konservoituneiden redundanttien mekanismien kautta, jotka ovat tärkeitä solujen homeostaasin ylläpitämiselle ja tuumorigeneesin estämiselle. Useat karan kokoonpanon tarkistuspisteen proteiinit toimivat positiivisina ja negatiivisina säätelijöinä varmistaen oikean kromosomien segregaation kussakin solusyklissä, mikä estää kromosomien epävakautta (CIN), joka tunnetaan myös nimellä genomin epävakaus .

Tällä hetkellä genomin eheyttä arvioidaan useilla tasoilla, joissa jotkin kasvaimet osoittavat epävakautta, joka ilmenee emässubstituutioiden, insertioiden ja deleetioiden muodossa, kun taas useimmissa tapauksissa esiintyy kokonaisten kromosomien lisääntymistä tai häviämistä [63] .

Koska muutokset mitoottisissa säätelyproteiineissa voivat johtaa aneuploidiaan, joka on yleinen syövän esiintyminen [64] , alun perin uskottiin, että nämä geenit saattavat mutatoitua syöpäkudoksissa [65] .

Mutaatiogeenit syövässä

Joissakin syövissä transformaatioon johtavien vikojen taustalla olevat geenit ovat hyvin karakterisoituja. Hematologisissa syövissä, kuten multippeli myeloomassa, sytogeneettiset poikkeavuudet ovat hyvin yleisiä johtuen immunoglobuliinigeenin uudelleenjärjestämiseen tarvittavien DNA-katkojen synnynnäisestä luonteesta. Kuitenkin puutteet proteiineissa, kuten MAD2, jotka toimivat pääasiassa SAC:ssa, ovat myös tyypillisiä multippeliselle myeloomalle [66] . Useimmat kiinteät kasvaimet ovat myös pääosin aneuploideja. Kolorektaalisyövän kohdalla BUB1 ja BUBR1 sekä STK15-amplifikaatio ovat keskeisiä säätelijöitä, jotka liittyvät syöpään johtavaan genomiseen epävakauteen [67] . Rintasyövässä BRCA-1-geenin luontainen geneettinen muoto osoittaa korkeampaa genomista epävakautta kuin satunnaiset muodot. Kokeet ovat osoittaneet, että BRCA-1-nollahiirillä on vähentynyt avainkaran tarkistuspisteproteiinin MAD2 ekspressio [68] . Muiden syöpien osalta tarvitaan enemmän työtä aneuploidian syiden tunnistamiseksi.

Muita geenejä, joita ei perinteisesti ole yhdistetty SAC:hen syövässä

Vaikuttaa siltä, ​​että näiden proteiinien (kuten Mad2 tai BubR1) fysiologisten tasojen vaihtelut liittyvät aneuploidiaan ja tuumorigeneesiin, ja tämä on osoitettu eläinmalleilla [69] [70] . Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat kuitenkin siihen, että tapahtumat näyttävät olevan monimutkaisempi skenaario: aneuploidia voi johtaa suureen tuumorin muodostumiseen vain silloin, kun mitoottisten tarkistuspisteiden tiettyjen komponenttien (joko alaspäin tai yli-ilmentyneiden) tasojen muutokset kudoksissa aiheuttavat myös muita vikoja. jotka voivat altistaa ne kasvaimille [71] . Toisin sanoen vikoja, kuten lisääntynyt DNA-vaurio, kromosomaaliset uudelleenjärjestelyt ja/tai vähentynyt solukuolema. Useiden mitoottisten tarkistuspisteiden komponenttien tiedetään osallistuvan mitoosin ulkopuolisiin toimintoihin: ydintuonti (Mad1), transkription repressio (Bub3) ja solukuolema, DNA-vauriovaste, ikääntyminen ja BubR1:n megakaryopoieesi. Kaikki tämä vahvistaa sen päätelmän, että lisääntynyt tuumorigeneesi ei liity ainoastaan ​​aneuploidiaan, vaan myös muihin vaurioihin [71] .

Syöpään liittyvät mutaatiot, jotka vaikuttavat tunnettuihin tarkistuspistegeeneihin, kuten BUB1 tai BUBR1, ovat todella harvinaisia. Kuitenkin useat syöpään osallistuvat proteiinit leikkaavat karan kokoonpanoverkkoja. Tärkeimmät kasvainsuppressorit, kuten p53 , näyttelevät myös roolia karan tarkistuspisteessä. Ihmisen syövän yleisimmin mutatoituneen geenin p53:n puuttumisella on suuri vaikutus solusyklin tarkistuspisteiden säätelijöihin, ja sen on aiemmin osoitettu vaikuttavan G1-tarkistuspisteisiin, mutta nyt se näyttää olevan tärkeä myös karan tarkistuspisteiden säätelyssä . 72] . Toinen syövän keskeinen näkökohta on solukuoleman tai apoptoosin estäminen . Surviviini , joka kuuluu apoptoosin (IAP) estäjien perheeseen, sijaitsee mitoottisten karan mikrotubulusten pooleissa lähellä sentrosomeja ja metafaasikromosomien kinetokoreissa. Surviviini ei ainoastaan ​​estä apoptoosia edistääkseen tuumorigeneesiä, vaan se on liitetty (kokeellisten knockout-hiirten kautta) tärkeänä kromosomien segregaation ja mitoosin myöhäisten vaiheiden säätelijänä, joka on samanlainen kuin sen rooli primitiivisemmissä organismeissa [73] .

DR. Karan kokoonpanon tarkistuspisteen näkökohdat, kuten kinetokorin kiinnitys, mikrotubulusten toiminta ja sisarkromatidien koheesio, ovat myös todennäköisesti viallisia ja aiheuttavat aneuploidia. Syöpäsolujen on havaittu jakautuvan useisiin suuntiin kiertäen karan kokoonpanon tarkistuspistettä, mikä johtaa moninapaisiin mitoosiin [74] . Monipolaarinen metafaasi-anafaasi-siirtymä tapahtuu epätäydellisen erillissyklin kautta, mikä johtaa toistuviin ei-hajautustapahtumiin, jotka lisäävät aneuploidia syöpäsoluissa.

SAC Cancer Treatment

Edistys tällä alalla on johtanut useiden hoitojen käyttöönottoon, jotka kohdistuvat karan kokoonpanon virheisiin. Vanhemmat hoidot, kuten vinka-alkaloidit ja taksaanit, kohdistuvat mikrotubuluksiin, jotka liittyvät mitoottisen karan muodostumiseen, häiritsemällä mikrotubulusten dynamiikkaa, joka värvää SAC:n, pysäyttäen solun ja johtavat lopulta solukuolemaan [75] . Taksolia ja dosetakselia käytetään edelleen rinta-, munasarja- ja muiden epiteelisyöpien hoitoon. Näille hoidoille on kuitenkin usein ominaista suuri sivuvaikutusten ilmaantuvuus ja lääkeresistenssi.

SAC:hen vaikuttavien sääntelijöiden verkostossa pyritään myös muihin tavoitteisiin; paljon kiinnostusta on siirtynyt aurorakinaasiproteiineja kohtaan [76] . Aurora A -kinaasigeeni monistettuna toimii onkogeeninä, joka suppressoi SAC:tä, mikä johtaa epänormaaliin anafaasin alkamiseen ja sitä seuraavaan aneuploidiaan sekä vastustuskykyyn TAXOLille [77] . Mielenkiintoista on, että pienimolekyylinen inhibiittori Aurora A on osoittanut kasvaimia estävän vaikutuksen in vivo -mallissa, mikä viittaa siihen, että se voi olla hyvä kohde kliinisen jatkokehityksen kannalta [78] . Aurora B :n estäjät , joita myös kehitetään kliinisesti, johtavat kinetokoorien epänormaaliin kiinnittymiseen mikrotubuluksiin ja myös poistavat mitoottisen tarkistuspisteen [76] . Survivin on myös houkutteleva molekyylikohde kliinisen terapeuttisen kehityksen kannalta, koska se toimii pääsolmuna useilla reiteillä, joista yksi on karan muodostus ja tarkistuspisteiden hallinta [79] . Jopa muihin lähestymistapoihin sisältyi mitoottisten motoristen proteiinien, kuten KSP:n, estäminen. Nämä äskettäin kliinisesti testatut inhibiittorit pysäyttävät mitoosin ja indusoivat karan kokoonpanon tarkistuspisteen apoptoosia [80] [3] .

Muistiinpanot

  1. ↑ "Kinetokoorien elämä ja ihmeet". EMBO-lehti . 28 (17): 2511-31. Syyskuu 2009. doi : 10.1038/emboj.2009.173 . PMID  19629042 .
  2. ↑ 1 2 3 4 David Owen Morgan. Solusykli: hallinnan periaatteet . - London: New Science Press, 2007. - xxvii, 297 sivua s. — ISBN 978-0-19-920610-0 , 0-19-920610-4, 978-0-9539181-2-6, 0-9539181-2-2, 978-0-87893-508-6, 0- 87893-508-8.
  3. ↑ 1 2 solujakso 
  4. ↑ "kromosomien väärinerottelun ja aneuploidian lyhyt- ja pitkäaikaiset vaikutukset". Nature Reviews Molecular Cell Biology . 16 (8): 473-85. Elokuu 2015. DOI : 10.1038/nrm4025 . PMID26204159  _ _
  5. ↑ 1 2 "Verkkosolujen sytoplasman ultraviolettisäteinen säteilytys: karan tuhoutuminen, väärä anafaasi ja todellisen anafaasin viivästyminen". Säteilytutkimus . 41 (3): 516-37. Maaliskuu 1970. Bibcode : 1970RadR...41..516Z . DOI : 10.2307/3572841 . PMID  5438206 .
  6. ↑ "Colcemid ja mitoottinen sykli". Journal of Cell Science . 102 (kohta 3) (3): 387-92. Heinäkuu 1992. DOI : 10.1242/jcs.102.3.387 . PMID  1506421 .
  7. ↑ "Kinetokori-mikrotubulussidoksen linkittäminen karan tarkistuspisteeseen". kehityssolu . 14 (4): 474-9. Huhtikuu 2008. doi : 10.1016/ j.devcel.2008.03.015 . PMID 18410725 . 
  8. ↑ 1 2 “Mitoosin palauteohjaus orastavassa hiivassa”. solu . 66 (3): 519-31. elokuu 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90015-5 . PMID  1651172 .
  9. ↑ "S. cerevisiae-geenit, joita tarvitaan solusyklin pysäyttämiseen vasteena mikrotubulusten toiminnan menettämiseen." solu . 66 (3): 507-17. elokuu 1991. DOI : 10.1016/0092-8674(81)90014-3 . PMID  1651171 .
  10. ↑ "Viive Saccharomyces cerevisiae -solusyklissä, jonka aiheuttaa kaksikeskinen kromosomi ja riippuu mitoottisista tarkistuspisteistä". Molekyyli- ja solubiologia . 12 (9): 3857-64. Syyskuu 1992. DOI : 10.1128/MCB.12.9.3857 . PMID  1324407 .
  11. ↑ "Poikkeavasti erottuvat sentromeerit aktivoivat karan kokoonpanon tarkistuspisteen orastavassa hiivassa". The Journal of Cell Biology . 133 (1): 75-84. huhtikuuta 1996. DOI : 10.1083/jcb.133.1.75 . PMID  8601615 .
  12. ↑ "Orvosoivan hiivan karakokoonpanon tarkistuspisteen aktivointi ilman mitoottista karan häiriötä". tiede . 273 (5277): 953-6. elokuu 1996. Bibcode : 1996Sci...273..953H . DOI : 10.1126/tiede.273.5277.953 . PMID  8688079 .
  13. ↑ "Tarkistuspistegeenit, jotka vaaditaan hidastamaan solujen jakautumista vasteena nokodatsolille, reagoivat Saccharomyces cerevisiae -hiivan heikentyneeseen kinetokoritoimintoon". Molekyyli- ja solubiologia . 15 (12): 6838-44. joulukuuta 1995. DOI : 10.1128/MCB.15.12.6838 . PMID  8524250 .
  14. ↑ "Centromeeri-DNA-mutaatiot aiheuttavat mitoottisen viiveen Saccharomyces cerevisiaessa". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America . 89 (19): 8908-12. lokakuuta 1992. Bibcode : 1992PNAS...89.8908S . DOI : 10.1073/pnas.89.19.8908 . PMID  1409584 .
  15. ↑ "Monissa eri karakomponenteissa olevat vauriot aktivoivat karan tarkistuspisteen orastavassa Saccharomyces cerevisiae -hiivassa". Genetiikka . 152 (2): 509-18. kesäkuuta 1999. DOI : 10.1093/genetics/152.2.509 . PMID  10353895 .
  16. ↑ "Mitoottisen etenemisen rakenteellinen ja mekaaninen ohjaus". Cold Spring Harbor -symposiumit kvantitatiivisesta biologiasta . 56 :613-9. 1991. DOI : 10.1101/sqb.1991.056.01.070 . PMID  1819511 .
  17. ↑ 1 2 "Kromosomin monoorientaatioon reagoivaa anafaasia viivästävää tarkistuspistettä välittää kiinnittymättömien kinetokoorien tuottama estävä signaali". The Journal of Cell Biology . 130 (4): 941-8. elokuu 1995. doi : 10.1083/ jcb.130.4.941 . PMID 7642709 . 
  18. ↑ "Jännitysherkkä kinetokorifosforylaatio ja kromosomijakauman tarkistuspiste rukoilevissa mantidin siittiösoluissa". Journal of Cell Science . 110 (kohta 5) (5): 537-45. maaliskuuta 1997. DOI : 10.1242/jcs.110.5.537 . PMID  9092936 .
  19. ↑ "Mitoosi selkärankaisten somaattisissa soluissa, joissa on kaksi karaa: vaikutukset metafaasi/anafaasisiirtymän tarkistuspisteeseen ja pilkkoutumiseen". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America . 94 (10): 5107-12. toukokuuta 1997. Bibcode : 1997PNAS...94.5107R . DOI : 10.1073/pnas.94.10.5107 . PMID  9144198 .
  20. ↑ "Koon valvonta eläinten kehityksessä". solu . 96 (2): 235-44. tammikuuta 1999. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)80563-2 . PMID  9988218 .
  21. ↑ "Sentrosomien kaksinkertaistuminen nisäkkäiden somaattisissa soluissa vaatii E2F:n ja Cdk2-sykliini A:n". Nature Cell Biology . 1 (2): 88-93. kesäkuuta 1999. DOI : 10.1038/10054 . PMID  10559879 .
  22. ↑ "Proteiinikinaasit säätelevät senrosomisykliä". FEBS Letters . 452 (1-2): 92-5. kesäkuuta 1999. DOI : 10.1016/S0014-5793(99)00534-7 . PMID  10376685 .
  23. ↑ "Kuinka solut saavat oikeat kromosomit". tiede . 275 (5300): 632-7. Tammikuu 1997. doi : 10.1126/tiede.275.5300.632 . PMID  9005842 .
  24. ↑ "Sentromeerigeometriaa, joka on välttämätön mitoosivirheiden pitämiseksi vapaana, ohjataan karavoimilla". luonto . 450 (7170): 745-9. marraskuuta 2007. Bibcode : 2007Natur.450..745L . DOI : 10.1038/nature06344 . PMID  18046416 .
  25. ↑ "Kahden kinetokoorin välinen jännitys riittää niiden bi-orientaatioon mitoottisella karalla". luonto . 428 (6978): 93-7. Maaliskuu 2004. Bibcode : 2004Natur.428...93D . DOI : 10.1038/luonto02328 . PMID  14961024 .
  26. ↑ "Aurora-kinaasi edistää kinetokoorien mikrotubulusten vaihtuvuutta kromosomien erotteluvirheiden vähentämiseksi". Nykyinen biologia . 16 (17): 1711-8. Syyskuu 2006. DOI : 10.1016/j.cub.2006.07.022 . PMID  16950108 .
  27. ↑ "Aurorakinaasit syöpälääkkeiden kohteina". Kliininen syöpätutkimus . 14 (6): 1639-48. maaliskuuta 2008. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-07-2179 . PMID  18347165 .
  28. ↑ 1 2 "Kromosomien koheesio, kondensaatio ja erotus". Biokemian vuosikatsaus . 69 :115-44. 2000. doi : 10.1146/annurev.biochem.69.1.115 . PMID  10966455 .
  29. ↑ "Sisarkromatidikoheesion luominen ja ylläpitäminen fissiohiivassa ainutlaatuisella mekanismilla". EMBO-lehti . 20 (20): 5779-90. lokakuu 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.20.5779 . PMID 11598020 . 
  30. ↑ "Kara tarvitaan sisarkromatidierotteluprosessiin Drosophilan neuroblasteissa". Kokeellinen solututkimus . 192 (1): 10-5. tammikuuta 1991. DOI : 10.1016/0014-4827(91)90150-S . PMID  1898588 .
  31. ↑ "Metafaasikromosomin muotoilu: koheesion ja kondensaation koordinaatio". bioesseitä . 23 (10): 924-35. lokakuu 2001. doi : 10.1002/ bies.1133 . PMID 11598959 . 
  32. ↑ "Heterokromatiinin vaatimus sentromeerien koheesiolle". tiede . 294 (5551): 2539-42. Joulukuu 2001. Bibcode : 2001Sci...294.2539B . DOI : 10.1126/tiede.1064027 . PMID  11598266 .
  33. ↑ "Kohesiinin rekrytointi heterokromaattisille alueille Swi6/HP1:llä fissiohiivassa". Nature Cell Biology . 4 (1): 89-93. tammikuuta 2002. DOI : 10.1038/ncb739 . PMID  11780129 .
  34. ↑ "RNA-interferenssikoneisto säätelee kromosomidynamiikkaa mitoosin ja meioosin aikana fissiohiivassa". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America . 100 (1): 193-8. Tammikuu 2003. Bibcode : 2003PNAS..100..193H . DOI : 10.1073/pnas.232688099 . PMID  12509501 .
  35. ↑ "Dicer on välttämätön heterokromatiinirakenteen muodostumiselle selkärankaisten soluissa". Nature Cell Biology . 6 (8): 784-91. elokuu 2004. doi : 10.1038/ ncb1155 . PMID 15247924 . 
  36. ↑ "Kinetokoori on perisentrisen kohesiinin sitoutumisen tehostaja". PLOS Biologia . 2 (9): E260. Syyskuu 2004. doi : 10.1371/journal.pbio.0020260 . PMID  15309047 . avoimen pääsyn julkaisu
  37. ↑ "Ihmisen Orc2 lokalisoituu sentrosomeihin, sentromeereihin ja heterokromatiiniin kromosomien periytymisen aikana". EMBO-lehti . 23 (13): 2651-63. Heinäkuu 2004. doi : 10.1038/sj.emboj.7600255 . PMID  15215892 .
  38. ↑ "Alkuperäntunnistuskompleksi toimii sisarkromatidikoheesiossa Saccharomyces cerevisiaessa". solu . 128 (1): 85-99. Tammikuu 2007. DOI : 10.1016/j.cell.2006.11.045 . PMID  17218257 .
  39. ↑ "Kinetochore-orientaatio mitoosissa ja meioosissa". solu . 119 (3): 317-27. lokakuuta 2004. DOI : 10.1016/j.cell.2004.10.014 . PMID  15507205 .
  40. ↑ "Scc1/Rad21/Mcd1 tarvitaan sisarkromatidikoheesioon ja kinetokoritoimintoon selkärankaisten soluissa". kehityssolu . 1 (6): 759-70. joulukuuta 2001. DOI : 10.1016/S1534-5807(01)00088-0 . PMID  11740938 .
  41. ↑ "Drad21/Scc1:n ehtyminen Drosophila-soluista johtaa kohesiinikompleksin epävakauteen ja mitoottisen etenemisen häiriintymiseen" (PDF) . Nykyinen biologia . 13 (3): 208-18. Helmikuu 2003. DOI : 10.1016/S0960-9822(03)00047-2 . PMID  12573216 .
  42. ↑ "SMC-proteiinien ja hiivan kohesiinikompleksin molekyyliarkkitehtuuri". Molekyylisolu . 9 (4): 773-88. huhtikuuta 2002. DOI : 10.1016/S1097-2765(02)00515-4 . PMID  11983169 .
  43. ↑ "SMC-välitteinen kromosomimekaniikka: konservoitunut järjestelmä bakteereista selkärankaisiin?". Geenit ja kehitys . 13 (1): 11-9. tammikuuta 1999. DOI : 10.1101/gad.13.1.11 . PMID  9887095 .
  44. ↑ "ESP1/PDS1-kompleksi säätelee sisarkromatidin koheesion menetystä metafaasista anafaasiin siirtymisessä hiivassa". solu . 93 (6): 1067-76. kesäkuuta 1998. DOI : 10.1016/S0092-8674(00)81211-8 . PMID  9635435 .
  45. ↑ "Kohesiinialayksikön Scc1 fosforylaatio Polo/Cdc5-kinaasin toimesta säätelee sisarkromatidierotusta hiivassa". solu . 105 (4): 459-72. toukokuuta 2001. DOI : 10.1016/S0092-8674(01)00362-2 . PMID  11371343 .
  46. ↑ "Drosophila PIM:n hajoaminen säätelee sisarkromatidien erotusta mitoosin aikana". Geenit ja kehitys . 14 (17): 2192-205. Syyskuu 2000. doi : 10.1101/ gad.176700 . PMID 10970883 . 
  47. ↑ "Securiinin hajoamista välittävät fzy ja fzr, ja sitä tarvitaan täydelliseen kromatidierotukseen, mutta ei sytokineesiin". EMBO-lehti . 20 (4): 792-801. Helmikuu 2001. doi : 10.1093/emboj/ 20.4.792 . PMID 11179223 . 
  48. ↑ "Selkärankaisten kohesiinikompleksien karakterisointi ja niiden säätely profaasissa". The Journal of Cell Biology . 151 (4): 749-62. marraskuuta 2000. doi : 10.1083/ jcb.151.4.749 . PMID 11076961 . 
  49. ↑ "SA/Scc3p-alayksiköiden tunnistaminen ja karakterisointi Xenopus- ja ihmisen kohesiinikompleksissa". The Journal of Cell Biology . 150 (3): 405-16. elokuu 2000. doi : 10.1083/ jcb.150.3.405 . PMID 10931856 . 
  50. ↑ "Sisarkromatidin koheesion säätely kromosomihaarojen välillä". Nykyinen biologia . 14 (13): 1187-93. Heinäkuu 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.06.052 . PMID  15242616 .
  51. ↑ "Kromosomien mikromanipulaatio paljastaa, että koheesion vapautuminen solun jakautumisen aikana on asteittaista eikä vaadi jännitystä". Nykyinen biologia . 14 (23): 2124-9. joulukuuta 2004. DOI : 10.1016/j.cub.2004.11.052 . PMID  15589155 .
  52. ↑ "Kohesiinin täydellinen poistuminen kromosomivarsista riippuu separaasista". Journal of Cell Science . 120 (Pt 23): 4188-96. joulukuuta 2007. doi : 10.1242/ jcs.011528 . PMID 18003702 . 
  53. ↑ "Shugoshin estää kohesiinin dissosioitumisen sentromeereistä mitoosin aikana selkärankaisten soluissa". PLOS Biologia . 3 (3): e86. Maaliskuu 2005. doi : 10.1371/journal.pbio.0030086 . PMID  15737064 . avoimen pääsyn julkaisu
  54. ↑ "Selkärankaisten shugoshin yhdistää sisarsentromeerin koheesion ja kinetokorin mikrotubulusten stabiilisuuden mitoosissa". solu . 118 (5): 567-78. Syyskuu 2004. doi : 10.1016/j.cell.2004.08.016 . PMID  15339662 .
  55. ↑ 1 2 3 4 "Mad1/Mad2-kompleksi mallina Mad2:n aktivointiin karakokoonpanon tarkistuspisteessä". Nykyinen biologia . 15 (3): 214-25. Helmikuu 2005. DOI : 10.1016/j.cub.2005.01.038 . PMID  15694304 .
  56. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 "Karan kokoonpanon tarkistuspiste tilassa ja ajassa". Luontoarvostelut. Molekyylisolubiologia . 8 (5): 379-93. toukokuuta 2007. DOI : 10.1038/nrm2163 . PMID  17426725 .
  57. ↑ "Hec1:n rooli karan tarkistuspisteiden signaloinnissa ja Mad1/Mad2:n kinetokoorirekrytoinnissa". tiede . 297 (5590): 2267-70. Syyskuu 2002. Bibcode : 2002Sci...297.2267M . DOI : 10.1126/tiede.1075596 . PMID  12351790 .
  58. ↑ "Survivin tarvitaan jatkuvaan karan tarkistuspisteen pysäyttämiseen vastauksena jännityksen puutteeseen". EMBO-lehti . 22 (12): 2934-47. Kesäkuu 2003. doi : 10.1093/emboj/ cdg307 . PMID 12805209 . 
  59. ↑ "Pieni molekyyli Hesperadin paljastaa Aurora B:n roolin kinetokoori-mikrotubulusten kiinnittymisen korjaamisessa ja karan kokoonpanon tarkistuspisteen ylläpitämisessä". The Journal of Cell Biology . 161 (2): 281-94. huhtikuu 2003. doi : 10.1083/ jcb.200208092 . PMID 12707311 . 
  60. ↑ "Kinetokoori koodaa mekaanisen kytkimen, joka häiritsee karakokoonpanon tarkistuspisteen signalointia". Nature Cell Biology . 17 (7): 868-79. Heinäkuu 2015. DOI : 10.1038/ncb3179 . PMID26053220  _ _
  61. ↑ Bruce Alberts. Solun molekyylibiologia . - Kuudes painos. - New York, NY, 2015. - 1 osa (useita sivuja) s. — ISBN 978-0-8153-4432-2 , 0-8153-4432-5, 978-0-8153-4464-3, 0-8153-4464-3, 978-0-8153-4524-4, 0- 8153-4524-0.
  62. ↑ "Tiellä syöpään: aneuploidia ja mitoottinen tarkistuspiste". Luontoarvostelut. Syöpä . 5 (10): 773-85. lokakuuta 2005. doi : 10.1038/ nrc1714 . PMID 16195750 . 
  63. ↑ "Geneettiset epävakaudet ihmisen syövissä". luonto . 396 (6712): 643-9. joulukuuta 1998. Bibcode : 1998Natur.396..643L . DOI : 10.1038/25292 . PMID  9872311 .
  64. ↑ "Aiheuttaako aneuploidia syöpää?". Nykyinen mielipide solubiologiassa . 18 (6): 658-67. Joulukuu 2006. doi : 10.1016/ j.ceb.2006.10.002 . PMID 17046232 . 
  65. ↑ "Mitoottisten tarkistuspistegeenien mutaatiot ihmisen syövissä". luonto . 392 (6673): 300-3. maaliskuuta 1998. Bibcode : 1998Natur.392..300C . DOI : 10.1038/32688 . PMID  9521327 .
  66. ↑ " Puutteellinen karan kokoonpanon tarkistuspiste multippeli myeloomassa ". PLOS ONE . 6 (11): e27583. 2011. Bibcode : 2011PLoSO...627583D . doi : 10.1371/journal.pone.0027583 . PMID  22132115 . avoimen pääsyn julkaisu
  67. ↑ Grady, William M. (2004). "Genominen epävakaus ja paksusuolen syöpä". Syöpä ja metastaasit -arvostelut . 23 (1-2): 11-27. DOI : 10.1023/A:1025861527711 . PMID  15000146 .
  68. ↑ "Rintasyöpään liittyvän geenin 1 (BRCA1) vaatimus karan tarkistuspisteessä". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America . 101 (49): 17108-13. Joulukuu 2004. Bibcode : 2004PNAS..10117108W . DOI : 10.1073/pnas.0407585101 . PMID  15563594 .
  69. ↑ "Mad2:n yli-ilmentyminen edistää aneuploidia ja tuumorigeneesiä hiirillä". syöpäsoluja . 11 (1): 9-23. tammikuuta 2007. DOI : 10.1016/j.ccr.2006.10.019 . PMID  17189715 .
  70. ↑ "BUBR1:n yli-ilmentyminen liittyy virtsarakon syövän kromosomaaliseen epävakauteen". Syövän genetiikka ja sytogenetiikka . 174 (1): 42-7. Huhtikuu 2007. doi : 10.1016/ j.cancergencyto.2006.11.012 . PMID 17350465 . 
  71. ↑ 1 2 "Aneuploidian rooli kasvainten edistämisessä ja tukahduttamisessa". The Journal of Cell Biology . 185 (6): 935-7. Kesäkuu 2009. doi : 10.1083/ jcb.200905098 . PMID 19528293 . 
  72. ↑ Cross, Shawn M. (1995). "P53-riippuvainen hiiren karan tarkistuspiste." tiede . 3 (5202): 1353-1356. Bibcode : 1995Sci...267.1353C . DOI : 10.1126/tiede.7871434 . PMID  7871434 .
  73. ↑ "Surviviinin molekyyliperusta ja mahdollinen rooli syövän diagnosoinnissa ja hoidossa". Suuntaukset molekyylilääketieteessä . 7 (12): 542-7. joulukuuta 2001. DOI : 10.1016/S1471-4914(01)02243-2 . PMID  11733216 .
  74. ↑ "Kun genomi pelaa noppaa: karan kokoonpanon tarkistuspisteen kiertäminen ja lähes satunnainen kromosomien erottelu multipolaarisissa syöpäsolumitooseissa". PLOS ONE . 3 (4): e1871. huhtikuuta 2008. Bibcode : 2008PLoSO...3.1871G . doi : 10.1371/journal.pone.0001871 . PMID  18392149 . avoimen pääsyn julkaisu
  75. ↑ "Kohdistus mikrotubuluksiin syövän kemoterapiassa". Nykyinen lääkekemia. Syövän vastaiset aineet . 5 (1): 65-71. Tammikuu 2005. doi : 10.2174/ 1568011053352569 . PMID 15720262 . 
  76. ↑ 1 2 "Aurorakinaasit: uudet kohteet syövän hoidossa". Kliininen syöpätutkimus . 12 (23): 6869-75. joulukuuta 2006. DOI : 10.1158/1078-0432.CCR-06-1405 . PMID  17145803 .
  77. ↑ "AURORA-A-vahvistus ohittaa mitoottisen karan kokoonpanon tarkistuspisteen, mikä saa aikaan resistenssin taksolia vastaan". syöpäsoluja . 3 (1): 51-62. tammikuuta 2003. DOI : 10.1016/S1535-6108(02)00235-0 . PMID  12559175 .
  78. ↑ "VX-680, tehokas ja selektiivinen Aurora-kinaasien pienimolekyylinen estäjä, estää kasvaimen kasvua in vivo". Luonnonlääketiede . 10 (3): 262-7. maaliskuuta 2004. DOI : 10.1038/nm1003 . PMID  14981513 .
  79. ↑ "Survivin, syöpäverkostot ja reittiohjattu lääkekehitys". Luontoarvostelut. Syöpä . 8 (1): 61-70. tammikuuta 2008. DOI : 10.1038/nrc2293 . PMID  18075512 .
  80. ↑ "Apoptoosin induktio mitoottisen kinesiinin KSP:n inhibiittorilla vaatii sekä karan kokoonpanon tarkistuspisteen aktivoinnin että mitoottisen luisumisen". syöpäsoluja . 8 (1):49-59. Heinäkuu 2005. DOI : 10.1016/j.ccr.2005.06.003 . PMID  16023598 .


Lue lisää 

  • Larsen NA, Al-Bassam J, Wei RR, Harrison SC (tammikuu 2007). "Bub3-vuorovaikutusten rakenneanalyysi mitoottisen karan tarkistuspisteessä" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America . 104 (4): 1201-6. Bibcode : 2007PNAS..104.1201L . DOI : 10.1073/pnas.0610358104 . PMC  1770893 . PMID  17227844 .
  • Wang X, Babu JR, Harden JM, Jablonski SA, Gazi MH, Lingle WL, de Groen PC, Yen TJ, van Deursen JM (heinäkuu 2001). "Mitoottinen tarkistuspisteproteiini hBUB3 ja mRNA-vientitekijä hRAE1 ovat vuorovaikutuksessa GLE2p:tä sitovien sekvenssien (GLEBS) sisältävien proteiinien kanssa." The Journal of Biological Chemistry . 276 (28): 26559-67. DOI : 10.1074/jbc.M101083200 . PMID  11352911 .
  • Kitagawa R, Rose AM (joulukuu 1999). "Karan kokoonpanon tarkistuspisteen komponentit ovat välttämättömiä Caenorhabditis elegansissa." Nature Cell Biology . 1 (8): 514-21. DOI : 10.1038/70309 . PMID  10587648 . S2CID  25953096 .

Linkit

 solusykli
Vaiheet
Interfaasi
M-vaihe
Muut vaiheet
Tarkistuspisteet
Sääntelyviranomaiset
Sykliinit
  • A
  • B
  • D
  • E
  • F
Sykliinistä riippuvaiset kinaasit
  • 2
  • 3
  • neljä
  • 5
  • 6
  • 7
  • kahdeksan
  • 9
  • kymmenen
  • Cdk:ta aktivoiva kinaasi
Ubikitiiniligaasit
Cdk:n estäjät
  • Cip/Kip ( p21 , p27 , p57 )
  • INK4 ( p15 , p16 , p18 , p19 )
Muut
  • cdc2
  • CDc25
  • cdc42
  • Solujen apoptoosille alttiusproteiini
  • E2F
  • kypsymisen kiihtyvyyskerroin
  • Pissata