Az orsó poláris teste ( PTA ) a mikrotubulus-szervező központ , az állati sejtek centroszómájának gombás megfelelője . A centroszómától eltérően a PTV-ben nincsenek centriolok . A S. cerevisiae élesztőben elektronmikroszkóp alatt úgy néz ki, mint egy elektronsűrű, többrétegű szerkezet, amely az atommag héjába van ágyazva. Az orsó poláris teste fő funkciója (mikrotubulus-szervező központ) mellett közvetve részt vesz a kromoszóma szegregációban, a sejtmagok elrendezésében, a karyogámiában és a hasadási orsó orientációjában. Ezenkívül a MEN ( mitotic exit network ) jelek észlelésének helye, és valószínűleg részt vesz a S. cerevisiae spórazsák falának kialakításában [1] .
A PTP szerkezetét elektronmikroszkóppal alaposan tanulmányozták számos élesztőgombán ( Schizosaccharomyces cerevisiae , S. pombe , S. japonicus ) és az Ashbya gossypii fonalas gombán . Kimutatták, hogy a PTV egy háromrétegű nem membrán szerkezet, amely nem osztódó sejtmag esetén a citoplazmában helyezkedik el, szorosan csatlakozik a magmembránhoz és részt vesz a citoplazmatikus mikrotubulusok kialakításában, ill. magosztódás (mitózis, meiózis) során beépül a magmembránba és részt vesz az orsóképzésben. A S. cerevisiae PTV -je egy hengeres organellum, amely három sötét színű anyagú korongból vagy lemezből áll. A következő PTV rétegeket különböztetjük meg (amikor a citoplazmából a sejtmagba kerül):
Az egyik oldalon az orsó poláris testének központi lemeze érintkezik a magburok elektronsűrű tartományával, az úgynevezett félhíddal . Ez az új sarki test gyülekezőhelye, de részt vesz a karyogámiában is. A félhíd nukleáris és citoplazmatikus oldala nem egyenértékű. A félhídban elhelyezkedő két membránfehérjére, a Kar1p-re és az Mps3p-re van szükség a szerkezet kialakításához és fenntartásához, valamint az oldalak megjelöléséhez. Mindkét fehérje kapcsolódik a Cdc31p-hez, a centrin élesztő homológjához , amely szükséges a félhíd integritásának fenntartásához. Egy másik félhíd komponens, az Sfi1p, több konzervált Cdc31-kötőhelyen keresztül képes kötődni a Cdc31p-hez. A Kar1p részt vesz a félhíd és a PTP mag összekapcsolásában a Bbp1p-vel való interakció révén, és szerepet játszik a PTP átszervezésében is a G 1 fázisban [2] . A központi lemez és a 2 belső réteg viszont különálló, erősen rendezett rétegekből áll.
A S. cerevisiae PTP méretének és szerkezetének gondos elemzése azt mutatta, hogy a PTP egy dinamikus organellum. Haploid sejtekben a PTP átmérője a sejtciklus G szakaszában 80 nm-ről 110 nm-re mitózisban növekszik, bár a PTP magassága (a belső és a külső lemez közötti távolság) körülbelül 150 nm körüli állandó marad. A PTV átmérője a sejt DNS - tartalmának növekedésével nő . Egy diploid sejtben a PTV átmérője 160 nm, a tetraploid sejtben pedig kétszer akkora. A PTV átmérőjének növelése növeli a mikrotubulusok képzési képességét, ami fontos a kromoszóma szegregáció szempontjából . A PTV méretének szabályozása még mindig nem ismert. A PTV szerkezete megváltozik a G1 stádiumban , felkészülve a megkettőződésre és az érésre, valamint a meiózis második osztódása során, amikor a spóraképződés megindul.
Az orsó poláris teste az egyetlen mikrotubulus eredetű hely a polinukleáris fonalas aszcomyceta gombában , amely közeli rokona az Ashbya gossypii bimbózó élesztőgombának . Az A. gossypii PTT elektronmikroszkópos analízise a S. cerevisiae poláris testéhez hasonló többrétegű szerkezetet mutatott ki , azonban a citoplazmatikus oldalon kifejezett eltérések mutatkoznak. Legfeljebb 6 merőleges és tangenciális citoplazmatikus mikrotubulus keletkezik a külső laminából. A merőleges és tangenciális citoplazmatikus mikrotubulusok a kéreghez kapcsolódó rövid mikrotubulusoknak felelnek meg. Minden PTV saját citoplazmatikus mikrotubulus-köteget hoz létre, és a szomszédos magok mikrotubuluskötegei átfedésének hiánya magyarázza a többmagvú A. gossypii hifában megfigyelhető autonóm nukleáris oszcillációt .
A diploid PTP molekulatömege, beleértve a mikrotubulusokat és a mikrotubulusokhoz kapcsolódó fehérjéket is, eléri az 1-1,5 GDa -t , az orsó poláris testének magja 0,3-0,5 GDa. A PTV legalább 30 különböző fehérjét tartalmaz. A mitotikus PTP-nek azonban eddig csak 17 komponensét azonosították. A PTP-t szerkezeti fehérjék, γ-tubulin-szerű fehérjék és MEN komponensek alkotják. A fenti fehérjék bármelyikének szintézisét szabályozó gén deléciója vagy mutációja a PTP szerkezetének és működésének többszörös hibájához vezet: sejtciklus leállás, unipoláris orsó, PTP összeszerelési hibák, karyogámia szabályozók mutációi, a PTP pozíciójának megzavarása. magok stb.
Az Spc42 egy speciális helikális fehérje, amely a PTP központját képezi. Körülbelül 1000 Spc42 molekulát állítanak össze Spc42 dimerek trimmereibe, és egy hatszögletű rácsot képeznek, amely látható a krio-EM -en az IL2 rétegben. Az Spc42 túlzott expressziója a sejtciklus G 1 szakaszában a PTP megkettőződésében szerepet játszó cisz- és /nms-faktorok működéséhez szükséges szuperlemez kialakulásához vezet .
Az N-terminálison az Spc42 fehérje az Spc110-hez és az Spc29-hez kapcsolódik, két másik helikális fehérjéhez, amelyek a PTP nukleáris oldalán találhatók. Az Spc110 C-terminálisa a központi laminában található, és az Spc29-hez és a kalciumkötő fehérjéhez, a kalmodulinhoz (Cmdl) kapcsolódik. Élesztőben a kalmodulin hipotetikus funkciója a PTP-ben az Spcll0 fehérje Spc29-hez való kötődésének szabályozása. Az Spc29 fehérje egy linker a belső és a központi lamina között, és kapcsolódik az Spc42-hez és az Spc110-hez, bár egyes jelentések szerint az Spc110 közvetlenül kölcsönhatásba léphet az Spc42-vel [3] .
Az Spc110 N-terminálisa a belső laminában található, és közvetlenül kapcsolódik az Spc98-hoz, amely a mikrotubulusok kialakulásához szükséges két hasonló, y-tubulinnal rokon fehérje egyike. Az Spc42 C-terminálisa a citoplazmával szemben néz, és a Cnm67 C-terminálisához kapcsolódik. Az Spc110-hez hasonlóan a Cnm67 helikálisan tekercselt régiója megkönnyíti annak dimerizációját és működését az IL2 és IL1 belső rétegei között. A Cnm67 fehérje N-terminálisa a PTV külső lemezéhez és a Nudl fehérjéhez kapcsolódik, amely a mitózisból való kilépéshez szükséges. Egy másik helikális fehérje, az Spc72, szintén megtalálható a külső laminában. Az Spc72 a Nudl-hez és a γ-tubulin komplex komponenseihez kapcsolódik.
A MEN hálózat legalább 9 jelzőkomponense, amelyek az orsó pozícióját szabályozzák, és néhány késői mitotikus esemény kapcsolódik a PTP-hez. A MEN fehérjék lokalizációja az orsó poláris testében fontos működésük szempontjából. Az orsó helyzetét szabályozó fehérjék szintén megtalálhatók a PTV-ben. A Dynein , valamint a kortikálishoz kapcsolódó Kar9 fehérje egy része a PTV-ben lokalizálódik, és mikrotubulusokhoz kapcsolódik.
Az orsó poláris teste nem szintetizálódik újra, hanem minden alkalommal megduplázódik a sejtciklus G1 szakaszában . Ez a folyamat nagyon fontos a bipoláris hasadási orsó kialakulásához . A PTV megkettőzési folyamata három szakaszra osztható: az első a G 1 szakasz korai szakaszában történik , amikor a műholdanyag képződik a félhíd szélén. A második szakaszban a félhíd megnyúlik, citoplazmatikus és nukleáris oldala egyesül. Ugyanakkor a műhold új hordozólemezt, réteges szerkezetet alkot, amely összetételében hasonló a PTV citoplazmatikus részéhez. Ezt a lemezt a nukleáris membránba építik be, és ennek alapján készül el egy új PTV, először a citoplazmatikus, majd a nukleáris rész. A G 1 végén az élesztősejt két szomszédos PTV-t tartalmaz, amelyeket egy híd köt össze. Ekkor az őket összekötő híd eltörik, és az orsó két poláris teste a magburok ellentétes oldalaira kerül [4] .
A S. cerevisiae élesztő diploid sejtjei két meiotikus osztódáson mennek keresztül, és haploid utódokat hoznak létre nitrogénéhezés körülményei között. Az osztódás során a kromoszómák elkülönülnek, és az utódok csak egy példányt kapnak mind a 16 kromoszómából. A meiotikus orsó szerkezetében hasonló a mitotikus orsóhoz, és a meiózis első osztódása során jön létre. Morfológiailag az I. meiotikus orsó poláris teste megegyezik a mitotikus orsó PTV-jével, de nagyobb átmérőjű. Feltehetően minden PTP komponens fontos a mitotikus PTP számára. A meiotikus osztódások között a PTP-nek meg kell duplázódnia, mivel a II. meiotikus szakaszban két bipoláris orsó képződik. Érdekes módon a megkettőződés maghasadás hiányában történik (a gombákban a mitózis zárva van , és a nukleáris membrán a teljes ciklus alatt megmarad), azaz egy magban két meiosis II meiotikus orsó képződik. A meiotikus orsó II egymást követő megkettőződését és kialakulását követően az STP-k morfológiai változásokon mennek keresztül. A külső lemezen lévő Spc72 fehérjét eltávolítják, és helyébe két meiotikus PTP fehérje, az Mpc54 és a Spo21/Mpc70 kerül, amelyek a meiotikus lemezt alkotják [5] .
| eukarióta sejtszervecskék _ | |
|---|---|
| endomembrán rendszer | |
| citoszkeleton | |
| endoszimbionták | |
| Egyéb belső organellumok | |
| Külső organellumok | |