Diviziunea celulelor procariote

diviziune celulară procariotă - formarea de celule fiice ale procariote părinte. Evenimentele cheie ale ciclului celular atât procariote și eucariote sunt replicarea ADN-ului si a diviziunii celulare. diviziunea celulară procariotă Hallmark este replicat ADN-ul direct implicat în procesul de fisiune [1]. In cele mai multe cazuri, celulele procariote divid pentru a forma două celule fiice de dimensiuni egale, cu toate acestea, acest proces este numit uneori fisiune binară. Deoarece cele mai multe dintre celule procariote au un perete celular. însoțită de formarea unui sept diviziune binară - despărțitură între celulele fiice, care apoi stratificat in mijloc. diviziune proces celulă procariotă a fost investigat în detaliu, de exemplu, Escherichia coli [2].

Divizarea bacteriilor gram-negative

Divulgarea mecanism împărțirea Gram a facilitat studiul tulpini mutante de E. coli. în care acest mecanism este perturbat. Ca urmare a mutațiilor. care afecteaza gene. implicate în diviziunea celulară, aceste fenotipuri pot fi generate:

filamente - celule lungi, care se formează atunci când septul dintr-un motiv sau altul, nu se formează. Filamentele sunt de mai multe tipuri:
- conținând numeroase nucleoizii. distribuite uniform pe lungimea celulei. In astfel de tulpini, segregarea ADN-ului are loc în mod normal, dar cu toate acestea septul nu se formează; ele sunt numite FTS - [3] (din temperatura sensibilă-engleză filamentarea.);
- nucleoid care conține doar aproximativ la mijlocul celulei. În acest caz, cauza formarea de filamente sunt tulburări în sinteza ADN-ului. tulpini numite respectiv Adn - [4];
- conținând numeroase nucleoizii de celule de mijloc. Ulterior mai aproape de capetele acestor celule pot fi formate septum și prin aceasta forma celule non-nucleare (vezi. De mai jos). Aceste evenimente sunt rezultatul unor perturbări în mecanismul de segregare ADN tulpini numite adesea Par corespunzătoare - [4] (din partiția engleză.);
minicelulele - mici, lipsiți de ADN-ul celulei. Minicelulele sunt formate atunci când se formează prin împărțirea mai mare de un septul sau ea este în locul nepotrivit. Tulpinile cu astfel de tulburări numite Min - [5] (din engleză miniatura.);
Celulele libere nucleare - celule de dimensiuni normale, lipsite de ADN. Așa cum sa menționat mai sus, celulele non-nucleare pot fi formate din filamente de tip Par -. În același timp, în anumite mutații, de exemplu Muk - (Jap din mukaku -. Anuclear) într-o populație de celule pot fi detectate doar anuclear celule în absența filamentelor. Cu toate acestea, acest fenotip este de asemenea asociat cu ADN-ul afectata de segregare [6].

Mecanismul molecular de fisiune

Formarea implică necking Z-inel

rol central în diviziunea celulară bacterii gram-negativi joacă inel septal - organelle inelar, aproximativ în celule de mijloc și capacitatea de a contracta, formând o gâtuire între cele două noi celule fiice. Matur complex inel septal este un complex proteic format din mai mult de o duzină de proteine diferite. Zece dintre ele (FtsA, B, I, K, L, N, Q, W, Z și ZipA) sunt absolut necesare pentru formarea septului și perturbarea în activitatea lor conduce la formarea de tip filament FTS - [2]. Componentele rămase nu sunt strict necesare, funcțiile lor se pot suprapune. Formarea inelului septal are loc în mai multe etape, proteine noi sunt unite unul câte unul, în această ordine: FtsZ → FtsA / ZipA → FtsK → FtsQ → FtsL / FtsB → FtsW → FTSI → FtsN [7].

Proteinele care fac parte din inelul septal, în afară de FtsZ, pot fi împărțite în mai multe clase de funcții:

modularea ansamblu de filamente FtsZ (FtsA, ZipA, Zapa, ZapB);
legare membrană Z-inel (FtsA, ZipA);
coordonează formarea septului cu segregarea ADN (FtsK);
sintetizarea (modularea) peptidoglican (FTSI, FtsW);
hidrolizarea peptidoglicanului la celulele fiice diferente (AMIC, EnvC).

Cu toate acestea, pentru multe proteine funcții precise inel septal este încă necunoscut [8].

Formarea Z-inele

forma imatura a inelului septal numit Z-ring, în numele de proteine FtsZ, care joacă un rol esențial în formarea sa. Cu toate acestea, este de remarcat faptul că de multe ori termenii inelul septală și Z inelele sunt folosite ca sinonime, astfel încât, în fiecare caz, este necesar să se prevadă în special [2]. proteina FtsZ tinde sa formeze structura fibrilară lung. După împărțirea formelor FtsZ adiacente spirala membranei interioare răsucite de-a lungul axei celulei. Această spirală se schimbă în mod constant poziția rapid și oscilează de la un pol la alte celule [9] [10]. În jurul momentul finalizării de replicare a ADN spirală FtsZ se prăbușește, rezultând într-un Z-inel în mijlocul celulei [11]. Există toate motivele să presupunem că Z-inelul este, de fapt, de asemenea, o scurtă spirală strâmt. [10]

Proteina FtsZ - homolog procariote tubulina cu o structură terțiară similară [1]. Aceasta sugerează că asocierea FtsZ în Z-inel pentru a reaminti asamblarea microtubulilor eucariotelor. FtsZ, ca tubulina are activitate GTPase. Hidroliza GTP prevede polimerizare FtsZ pentru a produce protofilamente liniare. Z-ring - structură dinamică: moleculele FtsZ care constituie inelul sunt în mod constant înlocuite cu molecule ale piscinei citoplasmatice [12] [13].

FtsZ în sine nu are afinitate pentru membrana. formând o structură inelară de protofilamente, fixarea lor în membrana internă și stabilizarea Z-inele furnizează proteine FtsA și ZipA, care interacționează cu FtsZ direct și independent. ZipA - integral proteina de membrana interioara, FtsA - proteina citoplasmatică, care totuși se poate lega la membrana din cauza unei anumite secvențe de aminoacizi la C-terminal. ZipA, aparent, este caracteristic numai de gamma-proteobacterii. în timp ce FtsA mai versatil [2]. Z-inel în E. coli pot fi formate în absența uneia dintre aceste proteine, dar nu și cele două dintr-o dată, ceea ce indică funcțiile lor se suprapun [14] [15].

mai mult de doua proteine - Zapa și ZapB - incluse în Z inelele într-un stadiu incipient, dar prezența lor nu este strict necesar pentru formarea sa [2] [16] [7]. Zapa - versatil pentru multe proteine procariote, dar ZapB, după toate probabilitățile, există doar gamma-proteobacterii. Zapa FtsZ se leagă direct și ZapB asociate cu Zapa. Interesant, ZapB formează o altă structură de inel, care este situat mai departe de membrana decât Z-ring. Funcția acestor proteine nu este încă pe deplin stabilită, dar se presupune că acestea sunt implicate în conversia FtsZ în spirală Z-inel, și în stabilizarea ulterioară a Z-inele [7].

inel septal Maturarea

Z-inel există în forma descrisă de 14-21 min (în funcție de rata de fisiune) și numai după ce sunt legați la el toate celelalte proteine cheie, deoarece FtsQ [17]. La ce oră a intrat FtsK, dar nu a determinat cu precizie. Proteinele rămase sunt incluse în inelul septală aproape simultan timp de 1-3 minute. Până în momentul în care începe să adune inel septal, Z-inel stimulează sinteza peptidoglicanului în centrul celulei, astfel încât celula începe să se lungească. Mecanismul molecular al acestui proces, cu toate acestea, nu este încă stabilită [17] [2].

Unul dintre acestea din urmă în inelul septală includ proteine responsabile pentru sinteza peptidoglicanului polar (FtsW, FTSI) și proteine care asigură hidroliza parțială a peptidoglicanului la o limită între două celule (AMIA, B, C, EnvC, NLPD) [2].

formarea îngustării

Etapa finală a celulelor procariote diviziune este formarea îngustării și separarea finală a celor două celule noi. necking formarea afectează toate componentele peretelui celular (stratul interior al membranei de membrană peptidoglican și exterior). Există motive să credem că, în membrana interioară corespunde invaginarea Z-inel, dar exact cum transmite tensiunea la membrana, nu este încă cunoscut. Paralel cu acest proces au fost sintetizate enzime inele septale (sau modificate special preexistent) peptidoglican septului [2] [17]. După formarea septului, care functioneaza peptidoglikangidrolazy ca celulele viitoare separate unul de celălalt. Procesul de împărțire a invaginarea și izolarea celulei membranei exterioare.

notițe

Vezi ce „diviziunea celulelor procariote“ în alte dicționare:

diviziunii celulare - Embriologie de diviziune celulară animale - formarea de noi celule de la deja existente. In celulele procariote - bacteriene - se realizează prin fisiune uniform binar. In celulele eucariote, există trei posibilități de diviziune celulară ... ... General Embriologie: Glosar

Cage - In acest termen, există alte utilizări, a se vedea de celule (dezambiguizare) .. Celulele sanguine umane (SEM) ... Wikipedia

Celula vie - celula este unitatea de bază a structurii și funcționării tuturor organismelor vii (cu excepția virusurilor, care sunt adesea menționate ca forme non-celulare de viață), care are propriul metabolism, capabili să existe independent, ... ... Wikipedia

Cell (biologie) - structura de bază de celule unitate și funcționarea tuturor organismelor vii (cu excepția virusurilor, care sunt adesea menționate ca forme non-celulare de viață), care are propriul metabolism, capabil de existență independentă, ... ... Wikipedia

Eucariotă -. Nucleară superkingdom Clasificare științifică: eucariotele numele latin al plantelor regat Fungi protists Eucaryota ... Wikipedia