이번 포스트에서는 방추사에 의한 염색체 분리에 있어 핵심적인 역할을 수행하는 kinetochore(키네토코어, 방추사부착점)에 대해 알아보고, 이후 분열기 후기(anaphase)로의 전환에 있어 중요한 APC/C에 대해 알아보도록 할게요.
kinetochore는 위 그림과 같이 chromosome 상에서 mitotic spindle이 붙는 특정 부위를 의미해요. 일반적으로 이 구조는 centromere(동원체) 부위에 형성돼요.
이 때 kinetochore와 microtubule은 직접 연결되지 않으며, 그 대신 위 그림과 같이 Ndc80 complex로 불리는 단백질 복합체를 사이로 두고 연결되게 돼요.
그런데 흥미롭게도, microtubule-kinetochore 간의 결합은 아무 때나 안정해지지 않아요. 위 그림을 보면 알 수 있는 것처럼 한쪽 kinetochore에만 microtubule이 결합한 경우, 두 mirotubule이 같은 kinetochore에 결합한 경우, 한 중심체로부터 나온 microtubule이 두 kinetochore에 다 결합하는 경우에는 전체적인 구조가 매우 불안정하지만 딱 양쪽에서 뻗어나온 하나씩의 microtubule에 kinetochore 하나씩이 결합한 경우에만 안정화가 이루어지게 돼요. 이러한 기작에 의해 중기에 정렬되었던 염색분체들이 하나씩 양쪽 극의 중심체로 분리되어 이동하게 되는거죠.
그렇다면 어떻게 딱 위 그림상에서 (D)와 같은 상황에서만 microtubule-kinetochore 간의 결합이 안정화될 수 있을까요?
이와 관련된 메커니즘이 위 그림상에 묘사되어 있어요. 하나하나 살펴볼게요.
[low tension(장력이 낮은 상태)]
1) Aurora-B kinase의 kinase domain이 outer kinetochore 방향으로 노출되어 Ndc80을 인산화시키게 됨.
2) 인산화된 Ndc80은 microtubule과 결합하지 못함.
[high tension(장력이 높은 상태)]
1) 양쪽으로 kinetochore가 잡아당겨지면, inner kinetochore와 outer kinetochore 사이의 거리가 물리적으로 멀어지게 되고, 결국 Aurora-B kinase의 kinase domain이 안쪽으로 들어가게 되어서 거리상 Ndc80을 인산화시킬 수 없게 됨.
2) microtubule과 Ndc80이 만나 견고히 결합함.
3) 이러한 견고한 결합이 양쪽에서 모두 잘 일어나면 양 극으로 당겨지는 충분한 힘에 의해 분리가 일어남.
다음으로, APC/C에 대해 조금 더 알아볼게요.
[세포생물학] 9.2 : cell cycle control system - CKI, APC/C, inhibitory phosphorylation, etc
지난 포스트에 이어서 이번 포스트에서는 cyclin, CDK를 감시하고 조절하는 기작들에 대해 살펴볼게요. 첫 번째 기작은 위 그림에 나타나 있는 것과 같은 inhibitory phosphorylation(억제성 인산화에요.
unicellular.tistory.com
이미 위 포스트에서 APC/C에 의해 M-cyclin이 분해되는 기작에 대해 설명한 바 있어요.
그 밖에, 위 그림에 나타나 있는 것처럼 APC/C가 anaphase 자체를 활성화시키는 기작도 존재해요. 하나하나 살펴볼게요.
1) APC/C가 cdc20을 만나서 activation됨.
2) 원래 inactive seperase와 결합하고 있던 securin을 APC/C가 ubiquitination(유비퀴틴화)시켜서 결국 proteasome(프로테아좀)에 의해 securin이 분해됨. 그 결과 separase가 activation됨.
3) seperase가 sister chromatid를 잡아주고 있던 cohesin을 분해시킴.
4) anaphase가 진행됨.
다음 포스트에서는 핵분열에 이어서 일어나는 cytokinesis(세포질분열)에 대해 알아볼게요.
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