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Estudios genéticos con el pombe del S.

Por Jeyashree Sundaram, MBA

El pombe de Schizosaccharomyces es una levadura del ascomiceto que repliega con la fisión binaria. Es un organismo modelo para estudiar la mitosis en eucariotas y se ha utilizado extensivamente en el campo de la genética.

Haber: SynthEx/Shutterstock.com

El pombe del S. es un hongo unicelular varilla-dado forma del archiascomycete que tiene varias características en común con las células de otros organismos eucarióticos complejos. Esto le hace un organismo modelo para el estudio de la biología celular y molecular en eucariotas.

En 1946, el genetista Urs Leupold comenzó el estudio del pombe del S. A consecuencia de su trabajo, los investigadores aislaron diversos mutantes y crearon mapas cromosómicos del pombe del S. El organismo pronto se convirtió en una especie genético manejable para el uso como especie modelo.

Desde entonces, los investigadores han descubierto 50 genes de S.pombe que se asocian a enfermedades tales como diabetes, sordera hereditaria, y fibrosis quística.

Cdc2 y Wee1 en pombe del S.

El pombe del S. se puede segregar en dos grupos de mutantes; CDC y pequenito, que fueron determinadas usando experimentos de la recombinación y de la complementación.

Los mutantes termosensibles del pombe del S. llevan mutaciones recesivas en su genoma. Estas mutaciones inhiben la salida mitotic, haciendo mutantes aparecer más grandes de las células normales.

Las mutaciones dominantes en los genes Cdc2 producen el fenotipo pequenito. Generalmente, la falta de la función de una proteína de la fauna da lugar a un fenotipo recesivo, mientras que la función creciente de la proteína da lugar al fenotipo dominante debido a la falta de regla o de superproducción.  

Los experimentos donde los mutantes fueron aislados mostraron que una falta de la actividad Cdc2 inhibe el asiento de la célula en la mitosis para la división celular, mientras que la actividad creciente asciende la salida mitotic prematura.

Esto crea las células del mutante que son más grandes y más pequeñas que el salvaje-tipo células, respectivamente. Estas observaciones confirmaron Cdc2 como regulador importante de la mitosis en pombe del S.  

El descubrimiento de una cinasa de proteína Cdc2 de S.pombe era los investigadores principales del reasoon comenzó a analizar el factor maduración-que ascendía (MPF) de los huevos del Xenopus para la actividad de la cinasa de proteína.  Fue descubierto más adelante que MPF consiste en una cinasa de proteína que sea activada por Cyclin B durante mitosis y sea homóloga a Cdc2 en pombe del S.

Además, MPF fue encontrado para reaccionar con un anticuerpo contra Cdc2, como contiene una región que se preserve grandemente entre la proteína y los seres humanos de la levadura Cdc2. Sin embargo, la talla de la subunidad del Xenopus MPF no está como lo mismo que Cdc2.

Ordenaban y que el aislamiento del gen+ cdc13 en levadura de la fisión la mostraron que también esencial para la mitosis. Cdc13 codifica una proteína que sea homóloga al cyclin B. del Xenopus y del erizo de mar. Como el Xenopus MPF, los estudios revelan heterodimers de Cdc2 y de Cdc13 de S.pombe MPF para ser cinasas de proteína.  

Regla de la cinasa de MPF

Los estudios del otro wee y de genes de la CDC en pombe del S. mostraron que la actividad de MPF (heterodimer Cdc2-Cdc13) es regulada por las proteínas codificadas por otros genes. Los resultados de estos estudios mostraron que la proteína Wee1 inhibe la actividad de MPF en S.pombe, mientras que Cdc25 acciona actividad de MPF.

Otros estudios revelaron que el aislamiento y la secuencia de los genes wee1+ y cdc25+ del wildtype se pueden utilizar como vectores de la expresión.

Los estudios bioquímicos de las series de los genes que codificaban Wee1 y Cdc25 indicaron que controlan la actividad de MPF con la fosforilación y la defosforilización de dominios reguladores específicos en la subunidad catalítica de Cdc2.  

En pombe del S. y especie del Xenopus, MPF es homólogo al cyclin humano A-CDK2.

Los análisis estructurales de estas proteínas muestran que CDK2 humano activa el cyclin A phosphorylating threonine-161. Esto causa un cambio conformacional, permitiendo que los substratos de la proteína aten con alta afinidad.

Otros mecanismos reguladores implicados en mitosis

La complejidad implicada en controlar actividad de MPF fue destapada por la investigación adicional de los mutantes del pombe del S. con los ciclos celulares modificados.  Después de su inhibición de MPF, wee1 es inhibido por una cinasa de proteína codificada por el gen+ nim1.

Wee1 compite para Cdc2 con la otra cinasa de proteína codificada por el gen+ mik1, que puede el fosforilato thyrosine-15 de Cdc2. Los otros genes también se han estudiado que manipulan actividad de MPF. Por lo tanto, se entiende que varios mecanismos controlan actividad de S.pombe MPF para regular el tiempo pasado en mitosis y así las tallas de célula de la hija.

Otros estudios revelaron equivalentes del huevo del Xenopus del pombe Cdc25 y Wee1 del S. Durante interfase, la actividad de la cinasa de la tirosina del Xenopus Wee1 es alta, mientras que la actividad de la fosfatasa Cdc25 es inferior, asegurándose que el cyclin B permanece en el cytosol con la fosforilación de Cdc2 Tyr-15 y el Xenopus Cdc2 MPF en el estado inactivo.

Como el extracto del huevo del Xenopus comienza la mitosis, los aumentos de la actividad del Wee1 y disminuciones de los genes Cdc25 y, respectivamente, para convertir MPF en forma activa. Así, la síntesis del cyclin B es esencial para los ciclos embrionarios tempranos del Xenopus.

Las actividades Cdc25 y Wee1 del Xenopus se deben regular para que el ciclo celular ocurra. Una o más fosfatasas y cinasas de la proteína están implicadas en controlar la actividad Cdc25.  Además, la actividad de MPF se puede controlar por la regla transcriptiva de su gen asociado.

Fuentes:

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Last Updated: Feb 26, 2019

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