Cohesin

rysunek 1.1. Kohezyna w mejozie. A) Model pierścienia kohezynowego otaczającego dwie chromatydy. SMC3 (szary) występuje we wszystkich kompleksach kohezyn. Istnieją dwa geny i białka SMC1: SMC1a (ciemnoniebieski) i smc1ß specyficzny dla mejozy (Jasnoniebieski). Pierścień trójdzielny zamyka się poprzez skojarzenie podjednostki α-kleisin, z której istnieją trzy warianty: wszechobecny RAD21 (ciemny turkus) i dwie formy specyficzne dla mejozy, REC8 i RAD21L (jasny turkus). Trzeci składnik, którego istnieją trzy warianty, wiąże się z kompleksem poprzez wiązanie z α-kleisin: kanoniczny SA1 lub SA2 (Ciemnopomarańczowy) lub specyficzny dla mejozy STAG3 (SA3) (Jasnopomarańczowy). Obciążenie kompleksu kohezynowego na chromosomy i jego utrzymanie na chromosomach jest kontrolowane przez czynniki obciążające, czynniki establishment i antyestablishment. Ładowanie kompleksu kohezyny na chromosomy mitotyczne odbywa się przez kompleks SCC2-SCC4 (kollerin) i dysocjację kohezyny przez pds5-WAPL (releasin). Acetylotransferazy kohezynowe (ESCO1 i ESCO2) są niezbędne do ustanowienia spójności w mitotycznej fazie s poprzez acetylację SMC3, która rekrutuje Sororynę, czynnik podtrzymujący, który przeciwdziała aktywności releasin podczas mitotycznych faz S I G2. B) schemat etapów mejotycznych od (i) do (ix), pokazujący postęp jednej pary homologicznych chromosomów (jeden czerwony i drugi niebieski, każdy narysowany jako dwie pojedyncze linie reprezentujące chromatydy siostrzane bez pętli chromatyny w celach ilustracyjnych) przez różne etapy. W rzeczywistości postęp jest ciągły. Obecność specyficznych białek kohezynowych, o ile jest znana, jest przedstawiona w dolnych częściach paneli (nie bierze się pod uwagę ani względnych ilości, ani potencjalnych oddziaływań między podjednostkami). Istnieją sprzeczne doniesienia na temat obecności białek kohezyn na niektórych etapach. W takich przypadkach spójniki są przedstawione w niekolorowych polach. O SA1 jest bardzo mało informacji. Przedstawione tutaj dane oparte są na analizach spermatocytów. (i) podczas fazy s przedmeiotycznej nowo utworzone chromatydy siostrzane (czerwone lub niebieskie) są utrzymywane razem przez kompleksy kohezynowe (nie pokazano). Obecne są podjednostki kohezyny mitotycznej. Specyficzny dla mejozy SMC1ß nie jest jeszcze obecny; jednak REC8, RAD21L, a także być może STAG3 w kilku komórkach zaczynają już ulegać ekspresji; (ii) podczas leptotenu chromosomy zaczynają się kondensować i tworzą się elementy osiowe, STAG3 i SMC1ß są teraz obecne na chromosomach; (iii) synapsis homologicznych chromosomów rozpoczyna się podczas zygotenu, ułatwione przez częste DSBS DNA, z których jeden jest reprezentowany we wstawce, dsbs są inicjowane w leptotenie; (iv) tworzenie SC jest kompletne w pachytene z wszystkimi homologami w pełni synapsed, rekombinacja mejotyczna przebiega zgodnie ze wskazaniami we wstawce; (v) zwrotnice (pokazano dwa przykłady), które powstały między homologami podczas pachytenu, fizycznie łączą homology razem w diplotenie. Na tym etapie SC w dużej mierze się rozpada, jednak zostaje zachowana siostrzana spójność chromatyd. Oocyty zatrzymają się wkrótce po tym etapie, na etapie zwanym aresztowaniem dyktatorskim—nie pokazanym) – przez wiele lat u ludzi—i spójność musi być utrzymana w tym czasie; (vi) w metafazie i przyczepione wrzeciona powstają w jedno zorientowanych centromerach homologów, a chiasmata nadal opiera się siłom ciągnącym mikrotubule; (vii) rozszczepienie podjednostki α-kleisin kohezyny przez separazę powoduje rozdzielenie homologów, gdy chiasmata ustępuje przy braku spójności ramienia. Spójność centromeryczna jest chroniona przez Shugoshin/PP2A (nie pokazano) i pulę defosforylowanych podjednostek kohezyn; (viii) chromatydy siostrzane wyrównują się na płytce metafazy podczas metafazy II, a mikrotubule wrzeciona przyłączają się do biorientowanych kinetochorów; (ix) spójność jest tracona, a chromatydy siostrzane są rozrywane w anafazie II, tworząc haploidalne gamety.