From Wikipedia, the free encyclopedia
Telofase ou telocinese[1] (do grego; τέλος (telos), "fin" + φάσις (fase), "etapa" ; "Fase final") é a etapa final tanto na meiose como na mitose, despois do proceso de anafase, dunha célula eucariota.
Durante a telofase, os efectos da profase e da prometafase invírtense (cando o núcleo e a membrana nuclear se desintegran). A medida que os cromosomas chegan aos polos das células, créase unha membrana nuclear arredor de cada conxunto de cromátidas, os nucléolos reaparecen e os cromosomas comezan a descondensarse para formar a cromatina que está presente na interfase. Desfaise o fuso acromático e despolimerízanse os eixes dos microtúbulos.
A citocinese comeza antes da telofase tardía e, cando se completa, segrega os dous núcleos fillos entre un par de células fillas separadas.[2]
A telofase baséase principalmente na desfosforilación de substratos de quinases dependentes de ciclina (Cdk).[2]
A telofase representa aproximadamente o 2 % do tempo do ciclo celular. Unha vez completada a telofase, a mitose está completa e a célula entra no período de interfase.
Durante esta fase:
A última fase da telofase chámase citodierese. É a separación da célula nai en dúas células fillas. Nas células animais, un surco de división separa a célula en dúas, baixo a acción dun anel contráctil intracelular formado por microfilamentos de actina que se unen ás moléculas de miosina. A actina e a miosina son dúas das moléculas responsábeis da contracción muscular. O anel contráctil fórmase pola contracción da miosina e a actina. É esta contracción a que diminuirá o tamaño do anel e, polo tanto, fará que a célula se separe en dúas células. Os microtúbulos astrais, que xogan un papel importante na formación do plano ecuatorial, inflúen na localización do suco divisorio.
Durante a meiose ocorren dous procesos de división do núcleo, a meiose I (dividida en profase I, metafase I, anafase I e telofase I) e meiose II (dividida en profase II, metafase II, anafase II e telofase II).
A fosforilación das dianas da proteína M-Cdk ( quinase dependente da ciclina da mitose) ten como resultado a formación de fusos acromáticos, a condensación de cromosomas e a descomposición da membrana nuclear ao comezo da mitose. A desfosforilación destes mesmos substratos produce a desmontaxe dos fusos, a descondensación dos cromosomas e a reconstrución dos núcleos fillos durante a telofase. O establecemento dun grao de desfosforilación admisible para eventos de telofase require tanto a inactivación dos substratos de Cdk como a activación das fosfatases.
A inactivación de Cdk é principalmente o resultado da destrución da súa ciclina asociada. As ciclinas teñen como obxectivo a degradación proteolítica polo complexo promotor de anafase (APC/C), tamén coñecido como ciclosoma,[3] unha ubiquitina-ligase. O complexo proteico APC - CDC20 (APC/C CDC20) ten como obxectivo a degradación das ciclinas mitóticas que comeza durante a anafase.[4] A adición experimental de M-ciclina non degradable ás células induce a detención do ciclo celular nun estado post-anafase/pre-telofase, con cromosomas condensados capturados nos polos celulares, un fuso acromático intacto e sen modificación da membrana nuclear. Isto mostrouse en ovos de sapo ( Xenopus ) e moscas de vinagre ( Drosophilla melanogaster ), no lavado de cervexa (Saccharomyces cerevisiae), no lavado de fisión (Schizosaccharomyces pombe) e en varias liñas de células humanas.[5]
O requisito para a activación da fosfatase pódese ver no xemo que se reproduce por xemación, que non ten fosfatases redundantes para rematar a mitose e que dependen da fosfatase cdc14. O bloqueo pola activación de cdc14 nestas células tradúcese do mesmo xeito que a detención fenotípica que bloquea a degradación da M-ciclina.[6] [4]
Historicamente, pensouse que a anafase e a telofase son eventos que ocorren de forma pasiva despois de que se cumpre o punto de control do fuso-ensamblaxe (SAC, spindle-assembly checkpoint) que define a transición metafase-anafase.[7] Non obstante, a existencia de fases diferenciais na actividade cdc14 entre anafase e telofase suxire que existen puntos de control mitótico adicionais descoñecidos. Cdc14 actívase pola súa liberación do núcleo (desde a súa captura dentro do nucléolo) e posterior exportación ao citoplasma. A vía de liberación de cdc14 durante a anafase temperá (que estabiliza o fuso acromático) tamén libera cdc14 do núcleo, pero restrinxeo ao núcleo. A liberación e o mantemento completos da activación de cdc14 conséguense separando o camiño da Rede de Saída Mitótica (MEN) ata un grao suficiente para desencadear a desmontaxe do fuso acromático e volver crear a membrana nuclear, despois dunha anafase tardía.[8][9]
A desfosforilación mediada por Cdc14 activa os procesos de regulación posteriores exclusivos da teleghase. Por exemplo, a desfosforilación de CDH1 permite que APC/C se una a CDH1. APC/C CDH1 marca CDC20 para a proteólise, o que resulta nun cambio celular da actividade APC/CC DC20 á actividade APC/C CDH1.[5] A ubiquitinación das ciclinas mitóticas continúa xunto coa das dianas específicas de APC/C CDH1 como compoñente do fuso acromático do levedo (Ase1) [6] e cdc5, cuxa degradación é necesaria para o retorno das células na fase G1.[8]
Un cambio no perfil das fosfoproteínas en toda a célula é só o máis amplo dos moitos mecanismos reguladores que contribúen á aparición de eventos individuais durante a telofase.
A rotura do fuso acromático, común á terminación da mitose en todos os eucariotas, é o evento máis utilizado para definir a transición da anafase B á telofase, [6] [12] que o inicio da ensamblaxe da membrana nuclear tende a preceder ao da desmontaxe do fuso.[13]
A desmontaxe do fuso é un proceso irreversíbel que non debe afectar á degradación final, senón á reorganización dos microtúbulos constituíntes; os microtúbulos sepáranse dos cinetocoros e centrosomas e volven aos seus estados de interfase.
A despolimerización do fuso acromático durante a telofase prodúcese desde o extremo máis afastado e, polo tanto, é a operación inversa do conxunto do fuso.[14] O conxunto posterior da matriz de microtúbulos está, a diferenza do fuso polarizado, interpolado. Isto é especialmente evidente nas células animais que inmediatamente, despois da desmontaxe do fuso acromático, deben establecer o feixe antiparalelo de microtúbulos coñecido como fuso central para regular a citocinese.[6] A ATPase p97 é necesaria para o establecemento de matrices de microtúbulos de interface relativamente estables e longas despois da desmontaxe do fuso acromático altamente dinámico e relativamente curto.[15]
Aínda que o conxunto do fuso acromático foi estudado e caracterizado como un proceso no que se constrúen estruturas temporais polo SAC, a base molecular da desmontaxe do fuso aínda non se comprende con detalles comparables. Considérase que a cascada de desfosforilación mitótica tardía dos substratos de M-Cdk pola rede de saída da mitose (MEN) é a responsable do desmantelamento dos fusos. Os estados de fosforilación dos factores estabilizadores e desestabilizadores dos microtúbulos, así como os nucleótidos dos microtúbulos, son os principais reguladores das súas actividades.[16] Por exemplo, NuMA é unha proteína entrecruzada no extremo inferior e o substrato Cdk, cuxa disociación do microtúbulo, vese afectada pola súa desfosforilación durante a telofase.[6]
Un modelo xeral para a desmontaxe do fuso nos lévedos é que os tres subprocesos funcionais superpostos de desconexión, desestabilización e despolimerización do fuso están afectados principalmente por APC/C CDH1, quinases específicas para estabilizar microtúbulos e despolimerases dos microtúbulos do extremo máis afastado, respectivamente. Sábese que estes efectores están moi ben conservados entre os eucariotas superiores e os de lévedo. APC/C CDH1 diríxese ás proteínas asociadas a microtúbulos entre enlaces cruzados (NuMA, Ase1, Cin1 e máis). Aurora B (levedo IpI1) fosforilase o fuso asociado á proteína estabilizadora EB1 (levedo Bim1), que despois se disocia dos microtúbulos, e ao desestabilizador She1, que logo se asocia cos microtúbulos. A kinesina 8 (levedo Kip3), unha despolimerase dependente do ATP, acelera a despolimerización dos microtúbulos no extremo máis afastado. Demostrouse que a interrupción simultánea destes mecanismos, pero non dalgúns, provoca unha dramática hiperestabilidade do fuso durante a telofase, o que suxire unha superposición funcional a pesar da diversidade de mecanismos.
Os principais compoñentes da membrana nuclear son unha dobre membrana, formada por complexos de poros nucleares, e unha lámina nuclear interna dentro da membrana nuclear interna. Estes compoñentes se desintegran durante a profase e a prometafase, e reconstrúense durante a telofase, cando a membrana nuclear se volve a formar na superficie das cromátidas irmás separadas.[17] [18] A membrana nuclear é fragmentada e absorbida parcialmente polo retículo endoplasmático durante a prometafase, e a agregación da membrana nuclear interna (con vesículas do retículo endoplasmático que conteñen proteínas) á cromatina ocorre durante a telofase nunha reversión deste proceso. As vesículas formadoras de membrana agréganse directamente na superficie da cromatina, onde se fusionan lateralmente nunha membrana continua.[6]
O Ran-GTP é necesario para a ensamblaxe precoz da membrana nuclear na superficie dos cromosomas; libera compoñentes da membrana capturados pola importina-β durante a mitose temperá. Ran-GTP sitúase preto dos cromosomas a través da mitose, pero non desencadea a disociación das proteínas da membrana nuclear da importina-β ata que as dianas M-Cdk son desfosforiladas na telofase.[6] Estes compoñentes da membrana inclúen varios compoñentes do poro nuclear, o máis estudado dos cales é a proteína de armazón do poro nuclear ELYS, que pode recoñecer rexións de ADN ricas en pares de bases A : T ( in vitro ) e, polo tanto, pode unirse directamente ao ADN.[19] Porén, os experimentos con extractos de ovos de Xenopus concluíron que ELYS non se asocia co ADN espido e só se une directamente aos dímeros de histonas e nucleosomas.[20] Despois de unirse á cromatina, ELYS recruta outros compoñentes do armazón do poro nuclear e das proteínas dos poros transmembrana. O complexo de poros nucleares ensambla e intégrase na membrana nuclear dun xeito organizado, engadindo Nup107-160, POM121 e FG Nups consecutivamente.[21]
Debátese se o mecanismo da reconstrución da membrana nuclear implica a montaxe inicial dos poros nucleares e o posterior recrutamento de vesículas de membrana ao redor dos poros, ou se a membrana nuclear está formada principalmente a partir de cisternas do retículo endoplasmático estendido do conxunto de poros nucleares:
A membrana é suavizada e expandida encerrando todo o conxunto de cromátidas no seu interior. Isto probabelmente débese á importación de follas dos poros nucleares, que poden conservarse dentro dunha membrana continua. As membranas nucleares dos extractos de ovos de Xenopus non amoleceron cando se inhibiu a importación da película nuclear, deixándoa engurrada e unida firmemente aos cromosomas condensados.[25] Non obstante, no caso da expansión lateral do retículo endoplásmico, a importación nuclear comeza antes de que se complete a reensamblaxe da membrana nuclear, o que dá lugar a un gradiente temporal de proteínas intranucleares entre os aspectos distal e medial do núcleo, que se forma.[21]
As subunidades das láminas desmontadas en profase actívanse e captúranse durante a mitose. O ensamblaxe das follas é desencadeada pola desfosforilación da folla (e, ademais, pola esterificación metílica dos residuos de COOH da folla B ). O laminado B pode orientarse á cromatina ata a metade da anafase . Durante a telofase, cando se restablece a importación nuclear, a folla A entra no núcleo reconstruído, pero continúa montando lentamente na lámina periférica durante varias horas ao longo da fase G 1.[19]
Os extractos de ovos de Xenopus e as liñas celulares de cancro humano foron os principais modelos utilizados para o estudo da reconstrución da membrana nuclear.
Os lévedos non teñen láminas; a súa membrana nuclear permanece intacta durante toda a mitose e a división nuclear ocorre durante a citocinese.[26]
A descondensación do cromosoma (tamén coñecida como relaxación ou descompactación ) para converterse en cromatina expandida é necesaria para que a célula retome os procesos de interfase, e ocorre en paralelo ao ensamblaxe da membrana nuclear durante a telofase en moitos eucariotas . A desfosforilación de Cdk mediada pola rede de saída da mitose (MEN) é necesaria para a descondensación cromosómica.[6][5]
Nos vertebrados, a descondensación cromosómica só comeza despois de que se restableza a importación nuclear. Se se impide o transporte das láminas a través dos poros nucleares, os cromosomas permanecen condensados despois da citocinese e as células non logran volver a entrar na seguinte fase S (fase de síntese). Nos mamíferos, a liberación de ADN para a fase S (a asociación da cromatina cos múltiples factores proteicos necesarios para a súa replicación) tamén se produce coincidindo coa maduración da membrana nuclear durante a telofase.[27] Isto pode atribuír e proporcionar probas da restitución da maquinaria de importación nuclear a partir de localizacións interfaciais de proteínas nucleares e citoplásmicas durante a telofase.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
