텔로페이즈

Telophase
이 이미지는 유사 분열의 마지막 단계인 말단 단계를 묘사합니다.
청색 염색체(DNA), 녹색 미소관, 분홍색 키네토코어를 나타내는 말단 세포 형광 현미경

Telophase (from Ancient Greek τέλος (télos) 'end, result, completion', and φάσις (phásis) 'appearance') is the final stage in both meiosis and mitosis in a eukaryotic cell.말단기 동안, 전상과 프로메타기(핵자와 핵막이 분해됨)의 효과는 역전된다.염색체가 세포 극에 도달하면, 핵 포락선은 염색체 각각의 세트 주위에 다시 조립되고, 핵 포락선은 다시 나타나며, 염색체는 상간기에 존재하는 확장된 염색질로 다시 응축되기 시작합니다.유사분열 스핀들은 분해되고 나머지 스핀들 마이크로튜브는 탈중합됩니다.말단기는 세포 주기의 약 2%를 차지한다.

사이토키네시스는 일반적으로 말단[1] 말기 전에 시작되며, 완료되면 두 개의 딸핵을 한 쌍의 개별 딸세포 사이에 분리한다.

텔로페이즈는 주로 유사분열 사이클린 의존성 키나제([2]Cdk) 기질의 탈인산에 의해 구동된다.

Cdk 기질의 탈인화

M-Cdks(Mitotic Cyclin-dependent Kinase)의 단백질 표적의 인산화 작용은 초기 유사분열에서 방추체 조립, 염색체 응축 및 핵 외피 파괴를 촉진한다.이러한 동일한 기질의 탈인산화로 인해 방추의 분해, 염색체 탈응축 및 말단상에서의 딸핵의 재형성이 촉진된다.텔로phase 이벤트에 허용되는 탈인산화 정도를 설정하려면 Cdks 불활성화와 포스파타아제 활성화가 모두 필요하다.

Cdk 불활성화는 주로 관련된 사이클린의 파괴의 결과이다.사이클린은 유비퀴틴 리가아제인 시클로좀으로도 알려진 아나파기촉진복합체(APC)[3]에 의해 단백질 분해의 표적이 된다.활성 CDC20 결합 APC(APC/CCDC20)는 유사분열성 사이클린을 [4]과민기로부터 분해 대상으로 합니다.세포에 비분해성 M-사이클린을 실험적으로 추가하면 세포극에 분리된 응축 염색체와 세포극 전/말단기 유사 상태에서 세포주기 정지를 유도하고, 온전한 유사분열 방추체이며, 핵 외피의 재형성을 유도하지 않는다.이것은 개구리(제노푸스) 알, 초파리(드로소필라 멜라노가스터), 발아(사카로미세스 세레비시아), 핵분열(시조당류 폼브) 효모, 그리고 여러 인간 세포주에서 [5]나타났다.

포스파타아제 활성화에 대한 요구 사항은 유사분열 출구를 위한 중복 포스파타아제가 없고 포스파타아제 cdc14에 의존하는 싹이 트는 효모에서 확인할 수 있다.이들 세포에서 cdc14 활성화를 차단하면 M-사이클린 [4][2]분해를 차단하는 것과 동일한 표현형 정지를 초래한다.

역사적으로 아나phase와 텔로phase는 메타기-아나phase [6]전이를 정의하는 스핀들-어셈블리 체크포인트(SAC)가 충족된 후 수동적으로 발생하는 이벤트라고 생각되어 왔다.그러나 과민기와 말기 사이의 cdc14 활성에 대한 상차적 위상의 존재는 조사되지 않은 추가적인 후유도체크포인트를 암시한다.Cdc14는 핵으로의 방출, 핵 내 격리 및 세포질으로의 후속 수출에 의해 활성화된다.방추체를 안정화시키는 Cdc-14 Early Anaphase Release 경로도 Cdc14를 핵에서 방출하지만 핵으로 제한한다.cdc14의 완전한 방출과 유지된 활성화는 후기 [7][8]후기에만 (스핀들 분해와 핵 포락선 조립을 촉발하는) 충분한 수준으로 별도의 유사분열 출구 네트워크(MEN) 경로를 통해 달성된다.

Cdc14 매개 탈인산화 작용은 텔로파기에 고유한 하류 조절 과정을 활성화한다.예를 들어 CDH1의 탈인화에 의해 APC/C는 CDH1과 결합할 수 있다.APC/C는CDH1 단백질 분해용 CDC20을 대상으로 하여 APC/C에서CDC20 APC/[5]CCDH1 활성으로 세포 전환된다.유사분열성 사이클린의 유비쿼티화는 효모 유사분열방추 성분인 Ase1,[2] cdc5와 같은 APC/CCDH1 특이적 표적과 함께 지속되며, 세포의 G1상 복귀를 [7]위해 분해가 필요하다.

텔로페이즈를 촉진하는 추가 메커니즘

전체 세포 인단백질 프로필의 변화는 개별 텔로파기 이벤트의 시작에 기여하는 많은 조절 메커니즘 중 가장 광범위한 것일 뿐이다.

  • 중기판으로부터 염색체의 아나페이즈 매개 거리는 [6]텔로페이즈의 시작을 위한 공간적 신호를 촉발할 수 있다.
  • 텔로파아제의 중요한 조절자 및 이펙터는 표적 단백질 구조를 변화시키기 위해 ATPase 활성을 기계적으로 사용하는 단백질인 cdc48(구조적으로나 기능적으로나 효모 cdc48과 상동성이 사람 p97)이다.Cdc48은 스핀들 분해, 핵 외피 조립 및 염색체 축합에 필요합니다.Cdc48은 구조적으로 이러한 과정에 관여하는 단백질과 프로테아솜을.[2][9][10] 목표로 하는 일부 유비퀴티드 단백질을 수정한다.

유사분열 스핀들 분해

척추동물세포의 후기 M상 단계

모든 진핵생물의 유사분열 완료에 공통적인 유사분열 방추의 파괴는 핵 재조합의 시작이 [11]방추 분해의 시작보다 앞서지만, 말단 [2][6]전이를 정의하기 위해 가장 자주 사용되는 사건이다.

스핀들 분해는 돌이킬 수 없는 과정으로, 궁극적인 열화가 아니라 구성 마이크로튜브의 재편성에 영향을 미칩니다. 마이크로튜브는 키네토코어 및 스핀들 극체로부터 분리되어 상간 상태로 돌아갑니다.

텔로페이즈 중의 스핀들 탈중합은 플러스 엔드에서 발생하며, [12]이와 같이 스핀들 어셈블리의 반전이다.후속 마이크로튜브 어레이 어셈블리는 편광 스핀들과 달리 인터폴입니다.이것은 특히 사이토키네시스를 [2]조절하기 위해 유사분열 방추 분해 후 즉시 중심 방추로 알려진 미세관의 반평행 다발을 설정해야 하는 동물 세포에서 두드러집니다.ATPase p97은 고도로 동적이고 상대적으로 짧은 유사분열 [9]후 비교적 안정적이고 긴 상간 미세관 어레이를 확립하기 위해 필요하다.

스핀들 조립은 SAC에 의해 잠정적인 구조가 변형되는 과정으로 잘 연구되고 특징지어졌지만, 스핀들 분해의 분자적 기초는 이와 비교할 수 없을 정도로 상세하게 이해되지 않았다.MEN에 의한 M-Cdk 기질의 후기 탈인산화 캐스케이드는 방추체 분해의 원인이 되는 것으로 널리 알려져 있다.미세관 안정 및 불안정 인자와 미세관 핵자의 인산화 상태는 그 활동의 핵심 조절자이다.[9]예를 들어 NuMA는 말단기 [2]중의 탈인화에 의해 미소관으로부터의 해리가 이루어지는 음단가교단백질과 Cdk기질이다.

효모에서의 스핀들 분해의 일반적인 모델은 스핀들 분리, 불안정화 및 탈중합이라는 기능적으로 중복되는 세 가지 서브프로세스가 각각 APC/CCDH1, 마이크로튜브 특이 키나제 및 플러스 엔드 지향성 마이크로튜브 탈중합효소에 의해 주로 영향을 받는 것이다.이펙터들은 효모와 고등 진핵생물 사이에서 보존성이 높은 것으로 알려져 있다.APC/C는CDH1 가교 미세관 관련 단백질(NuMA, Ase1, Cin1 등)을 대상으로 한다.AuroraB(효모I1)는 스핀들 관련 안정화 단백질 EB1(효모Bim1)을 인산화하여 미소관에서 분리시키고, 다음으로 미소관과 관련짓는 불안정제 She1을 인산화한다.ATP 의존성 탈중합효소인 Kinesin8(효모 Kip3)은 플러스 엔드에서 미소관 탈중합 속도를 높인다.이러한 메커니즘의 동시 중단이 텔로페이즈(telophase) 동안 스핀들 과안정성을 극적으로 초래하는 것으로 나타났으며,[13] 메커니즘의 다양성에도 불구하고 기능적 중복을 시사합니다.

핵 엔벨로프 재조립

핵외피의 주요 구성 요소는 이중막, 핵공 복합체 및 내부 핵막 내부의 핵 라미나이다.이러한 성분은 전상 및 프로메타기 중에 분해되고 분리된 자매 염색체 [14][15]표면에서 핵 포락선이 재형성되는 텔로기 중에 재구성된다.핵막은 프로메타기 동안 내핵막에 의해 파편화되어 부분적으로 흡수되며, 이 과정의 역전으로 말기 동안 염색질에 대한 내부 핵막 단백질을 포함한 ER 소포를 대상으로 한다.막을 형성하는 소포는 염색질의 표면에 직접 모여, 거기서 횡방향으로 융합하여 연속막으로 [2]된다.

Ran-GTP는 염색체 표면에서 초기 핵 포락선 조립에 필요하다. 즉, 초기 유사분열 동안 Importin β에 의해 격리된 포락선 구성 요소를 방출한다.Ran-GTP는 유사분열 내내 염색체 근처에 위치하지만, M-Cdk 표적이 텔로파기에서 [2]탈인산화될 때까지 Importin β에서 핵 외피 단백질의 해리를 유발하지 않는다.이러한 외피 구성 요소는 여러 개의 핵 모공 구성 요소를 포함하며, 그 중 가장 많이 연구된 것은 A:T 염기쌍(체외)이 풍부한 DNA 영역을 인식할 수 있는 핵 모공 골격 단백질 ELYS이다. 따라서 [16]DNA에 직접 결합할 수 있다.하지만, Xenopus 난자 추출물에 대한 실험은 ELYS가 맨 DNA와 연관되지 않고 히스톤 이합체와 [17]뉴클레오솜에만 직접적으로 결합할 것이라는 결론을 내렸습니다.ELYS는 염색질에 결합한 후 핵공 골격 및 핵공 통과막 단백질의 다른 성분을 모집한다.핵공 복합체는 Nup107-160, POM121,[18] FG Nups를 연속적으로 첨가하여 핵 엔벨로프에 조직적으로 조립 및 통합된다.

핵막 재조립 메커니즘이 초기 핵공 조립과 후속 모공 주위의 막 소포를 포함하는 것인지, 또는 핵 외피가 주로 핵공 조립 이전의 확장된 ER 시스터네에서 형성되는 것인지 논의된다.

  • 유사분열 중 핵막이 비ER 소포로 조각나는 세포에서 Ran-GTP 의존 경로는 이러한 이산 소포 집단을 염색질로 유도할 수 있으며, 여기서 핵 [19][16]외피를 재구성하기 위해 융합한다.
  • 유사분열 중에 핵막이 소포체 내에 흡수되는 세포에서 재조립은 염색질 [20]표면에서 팽창막의 안정화와 함께 염색질 주위의 횡팽창을 포함한다.이 메커니즘이 핵공 형성의 필수 조건이라고 주장하는 연구에 따르면 나염색질 관련 Nup107–160 복합체는 조립 전 [21][16]포자가 아닌 단일 단위로 존재한다.

엔벨로프는 전체 크로마토이드 세트의 엔벨로프를 따라 매끈해지고 확장됩니다.이것은 아마도 연속막 안에 유지될 수 있는 핵 기공의 라민 수입으로 인해 발생할 것이다.Xenopus 난자 추출물의 핵 포락선은 라민의 핵 수입이 억제되었을 때 평활화되지 못했으며, 주름이 남아 있고 응축 [22]염색체와 밀접하게 결합되어 있었다.단, ER 횡팽창의 경우 핵외피 재조립이 완료되기 전에 핵수입이 개시되어 형성핵의 [18]원위측면과 내부측면 사이에 일시적인 핵내 단백질 구배가 발생한다.

전상에서 분해된 라민 서브유닛은 유사분열 중에 비활성화 및 격리된다.라미나 재조립은 라민 탈인산화(및 추가로 라민-B의 COOH 잔류물의 메틸에스테르화에 의해 유발된다)에 의해 유발된다.라민-B는 초기 단계 중반부터 염색질을 목표로 할 수 있다.말단기 동안, 핵 수입이 재정립되면, 라민-A는 개질핵으로 들어가지만, G1 [16]단계 동안 몇 시간 동안 계속해서 말초 라미나에 천천히 조립된다.

Xenopus 난자 추출물과 인간 암세포주는 핵 외피 재조립 [18]연구에 사용된 주요 모델이다.

효모는 라민이 없다; 그들의 핵 외피는 유사분열 내내 온전하게 남아있고 [23][11]핵분열은 사이토키네시스 동안 일어난다.

염색체 결로

확장된 염색질에 대한 염색체 탈축합(완화 또는 분해라고도 함)은 세포의 상간 과정 재개를 위해 필요하며,[2] 많은 진핵생물에서 말단기 동안 핵 외피 조립체와 병렬로 발생한다.MEN 매개 Cdk 탈인화는 염색체 [2][5]축합을 위해 필요하다.

척추동물에서 염색체 축합은 핵 수입이 재정립된 후에만 시작된다.핵모공을 통한 라민수송을 막으면 세포연마 후 염색체가 응축된 상태로 유지되고 세포는 다음 [16]S상으로 재진입하지 못한다.포유류의 경우, S상(복제에 필요한 여러 단백질 인자에 대한 염색질의 연관성)에 대한 DNA 허가도 [24][25]말단말기 동안 핵 외피의 성숙과 동시에 발생한다.이는 말단기 동안 핵 수입 기계가 상간 핵 및 세포질 단백질 국재화를 재정립한 것에 기인할 수 있으며 이에 대한 증거를 제공한다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 세포골격 – 세포 내부 프레임워크를 형성하는 필라멘트 단백질의 네트워크

레퍼런스

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외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Telophase 관련 미디어