Procedeul de secționare a cromozomilor în timpul diviziunii celulare, descifrat de cercetătorii americani

Procedeul de secționare a cromozomilor în timpul diviziunii celulare, descifrat de cercetătorii americani
septembrie 11 11:00 2019 3 minut(e)

Flote de mașinării microscopice muncesc în celule, efectuând sarcini biologice critice. Cercetătorii au descoperit modul surprinzător prin care una din aceste mașinării, numită fus, evită încetinirile: congestia.

Fusul divide cromozomii pe jumătate în timpul diviziunii celulare, asigurând că noile celule conțin un set complet de material genetic. Fusul este făcut din zeci de mii de tubi rigizi, goi, numiți microtubuli, conectați prin motoare biologice.

Microtubulii sunt lansați doar când sunt conectați la un vecin îndreptat în direcția opusă. Observațiile anterioare, oricum, au arătat microtubulii deplasându-se la cea mai mare viteză chiar și când au fost legați de vecinii îndreptați în aceeași direcție. Într-o nouă lucrare publicată în “Nature Physics”, cercetătorii au arătat că microtubulii sunt atât de încurcați unii de alții încât și cei care nu sunt lansați activ înainte ajung trași la viteză maximă de către mulțime.

“E ca o stradă din New York City. Persoanele ce merg în direcții diferite sunt amestecate laolaltă, totuși fiecare este capabil să se miște la viteza maximă și să treacă ușor unul de celălalt”, a spus autorul principal al studiului Sebastian Furthaurd, cercetător la Flatiron Institute’s Center for Computational Biology (CCB) din New York City, citat de sciencedaily.com.

Descoperirile vor ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine mașinăria celulară ce separă cromozomii în timpul diviziunii celulare și de ce acest proces eșuează uneori. Dacă un fus își face treaba incorect, poate implica erori ca pierderea sau adăugarea unor cromozomi în plus, ceea ce poate duce la complicații ca infertilitatea sau cancerul, se precizează în concluziile studiului.

Unul din scopurile biofizicii este de a lega activitatea componentelor la scară mică de dinamica la scară largă la celule și organisme. Proprietățile principale ale componentelor fusului sunt relativ bine studiate. Microtubulii sunt tije polimerice lungi, rigide, asemănătoare paielor, fiecare cu un capăt cu minus și unul cu plus. Motoarele moleculare mișcă microtubulii folosind o pereche de “picioare” moleculare. De exemplu, motorul kinezinei are două perechi de picioare, una la fiecare capăt. Moleculele de kinezină se pot atașa de doi microtubuli diferiți, cu fiecare pereche de picioare mergând de la capătul cu minus la capătul cu plus al fiecărui microtub.

Dacă capetele cu plus și minus ale ambilor microtubuli sunt aliniate, cele două perechi de picioare merg în aceeași direcție și microtubuli nu se mișcă relativ unul față de celălalt. Dacă microtubulii nu sunt aliniați, picioarele se mișcă în direcții opuse, ceea ce face ca microtubulii să alunece unul pe lângă altul. Mișcarea colectivă a tuturor microtubulilor determină creșterea și formarea fusului.

În noul studiu, cercetătorii au investigat cum s-ar mișca microtubulii colectiv dacă sistemul ar fi fost echipat cu multe motoare, rezultând în multe conexiuni între microtubuli. Au dezvoltat o teorie matematică asupra modului prin care stresul mecanic se dezvoltă în colectiv când microtubulii sunt împinși și trași de numeroasele motoare.

Teoria lor prezice că microtubulii se aliniază, cu fiecare microtub orientat înspre una sau două direcții opuse. Când microtubulii de orientări diferite se amestecă, sunt lansați în față, la fel cum era de așteptat. Microtubulii, conform teoriei, sunt atât de amestecați cu vecinii lor astfel încât sunt și ei trași. Prin urmare, fiecare microtub se mișcă exact la viteza motoarelor, indiferent de locul lui în mulțime.

Experimentele efectuate de cercetători folosind microtubuli și motoare abundente de kinezină s-au potrivit cu aceste preziceri. În plus, teoria și experimentele s-au potivit cu fusurile din viața reală: în ouăle broaștelor africane cu gheare, microtubulii din fus se mișcă la aceeași viteză cu motoarele ce le îi conectează.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Niciun comentariu!

Poți adăuga unul pentru a porni o conversație.

Adaugă un comentariu

Datele tale sunt în siguranță! Adresa de e-mail nu va fi publicată. Datele introduse nu vor fi distribuite către terți.
Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.