Condensine
Définition
La condensine est un complexe protéique multi-sous-unités qui joue un rôle fondamental dans l'organisation structurelle et fonctionnelle des chromosomes dans les trois domaines de la vie. La plupart des espèces eucaryotes ont deux types différents de complexes de condensine : condensine I et II.Le complexe protéique de condensine est nécessaire à la condensation des chromosomes dans la mitose.
La structures des cohésine et condensine :
Le complexe protéique cohésine (à gauche) et condensine (à droite) montre les longs bras SMC enroulés de l'anneau (bleu; SMC1 et SMC3 pour la cohésine, SMC2 et SMC4 pour la condensine), ainsi que les sous-unités qui interagissent au niveau des domaines de tête (extrémités N et C de RAD21 et SA pour la cohésine; protéines associées à la condensine CAPH2, CAPD3 et CAPG2 pour la condensine). En particulier, les sous-unités RAD21 et CAPH2 (rouge, kleisine) sont importantes pour fermer l'anneau au niveau des domaines de tête SMC. L'interaction entre les domaines charnières des sous-unités SMC de la cohésine peut servir de porte d'entrée pour l'ADN dans l'anneau, et l'interface SMC3 – RAD21 peut servir de porte de sortie.
Explications
Les condensines I et II remplissent des fonctions sans chevauchement et sont soumis à une régulation différentielle pendant la mitose et la méiose.Des études récentes ont révélé que les deux complexes contribuent à une grande variété de fonctions chromosomiques interphases, telles que la régulation, la recombinaison et la réparation des gènes. Apparaissent également leurs fonctions spécifiques au type de cellule et au tissu et leur pertinence pour les maladies humaines.Les analyses biochimiques et structurales des condensines eucaryotes et bactériennes dévoilent régulièrement les mécanismes d'action de cette classe de machines moléculaires hautement sophistiquées.Les futures études sur les condensines amélioreront non seulement notre compréhension de l'architecture et de la dynamique des chromosomes, mais aideront également à répondre à un ensemble de questions jusque-là sous-estimées mais profondes en biologie des chromosomes.
Condensine I
La condensine I régule le moment de la condensation des chromosomes et joue un rôle essentiel dans la modification de l'organisation du génome des TAD en un réseau de boucles en forme de brosse lorsque les chromosomes se forment lors de l'entrée des cellules en mitose.Pendant la prométaphase, le processus de condensation est accéléré car la condensine I et la cycline B-Cdk1 ont désormais accès à l'ADN. Les chromatides soeurs s'attachent aux microtubules du fuseau par le kinétochore, qui est assemblé sur l'ADN centromérique.
Condensine II
Les rôles du complexe condensine II dans le développement des lymphocytes T sont basés sur l'analyse de la souris nessy. La souris nessy héberge une mutation ponctuelle dans la sous-unité kleisine-β du complexe condensine II.Les complexes de cohésine et de condensine II ont été impliqués dans le développement des lymphocytes T. Le complexe condensine II a une fonction spécifique dans le développement des lymphocytes T. Cette observation est particulièrement frappante car la kleisine-β est exprimée de manière ubiquitaire.Compte tenu de la fonction générale connue du complexe condensine II dans la compaction de la chromatine et du phénotype spécifique des lymphocytes T, des défauts dans la capacité à condenser la chromatine au cours du développement des lymphocytes T peut entraîner l'augmentation de l'apoptose observée au cours du stade DP comme conséquence d'une sélection +/– altérée.
Cohésine vs. condensine
La cohésine colle ensemble les chromatides soeurs répliquées jusqu'à ce qu'elles se séparent à l'anaphase, tandis que la condensine réorganise les chromosomes dans leur structure mitotique très compacte.Bien que distinctes dans leur structure et leur fonction, la cohésine et la condensine contiennent toutes deux des ATPases chromosomiques conservées de la famille des protéines de maintien structurel des chromosomes (SMC). Les modèles actuels indiquent que la cohésine pourrait encercler deux chromatides soeurs pour favoriser leur cohésion, tandis que la condensine pourrait stabiliser les boucles d'ADN superenroulées sur une seule chromatide pour favoriser sa condensation.On ne sait pas si la diversité des fonctions présentées par chaque complexe pendant l'interphase et la mitose reflète un mécanisme moléculaire commun.La cohésine et la condensine affectent l'expression des gènes par des influences sur les mécanismes de contrôle qui opèrent globalement à l'échelle du chromosome, régionalement sur un domaine sous-chromosomique ou localement sur un gène individuel.La condensine et certaines sous-unités de cohésine ont été impliquées dans la voie de signalisation des points de contrôle des dommages à l'ADN.La cohésine, et éventuellement la condensine, pourraient aider à organiser la structure et l'orientation du centromère, de sorte que les chromatides soeurs soient correctement capturées par les microtubules des pôles opposés du fuseau. Les mutations dans les sous-unités de cohésine déclenchent le point de contrôle du fuseau.
Rôle de la condensine dans les maladies du système nerveux humain
La mitose et la méiose sont des activités vitales cruciales qui transmettent l'information génétique eucaryote à la progéniture de manière stable et ordonnée. La formation et l'apparition des chromosomes, dérivés de la chromatine, sont les conditions préalables et les signes de la mitose.Lors de l'entrée en mitose, la chromatine lâche interphase est fortement spiralisée et pliée pour former des chromosomes compacts. Ces dernières années, il a été découvert qu'en plus de l'ADN, des histones et de la topoisomérase bien connus, un grand complexe protéique appelé condensine joue un rôle important dans le processus de formation des chromosomes.De nombreuses études ont montré que la fonction anormale de la condensine peut entraîner une concentration incomplète ou excessive de la chromatine, ainsi qu'un trouble du processus d'organisation du génome, une transmission anormale de l'information génétique, et finalement conduire à diverses maladies de l'individu, en particulier dans les maladies du système nerveux.Par conséquent, l'étude de ces mécanismes apporte une contribution significative à la compréhension de ces maladies apparentées et fournit de nouvelles idées pour les traitements cliniques.
Kleisine
La kleisine β est une protéine ubiquitaire connue pour faire partie du complexe condensine II. Les condensines et les cohésines consistent en un hétérodimère en forme de V de protéines de maintien structurel des chromosomes (SMC) fermé en un anneau par une sous-unité de kleisine. On pense que l'anneau encercle des chromatides individuelles ou soeurs.
Synonymes, antonymes
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