Corpo polar do fuso

O corpo polar do fuso ou corpo do polo do fuso acromático é un centro organizador de microtúbulos que se encontra nos lévedos e outros fungos , funcionalmente equivalente ao centrosoma doutros eucariotas. A diferenza do centrosoma, o corpo polar do fuso non contén centríolos. O corpo polar do fuso organiza o citoesqueleto de microtúbulos da célula, e é especialmente importante durante a formación do fuso acromático durante a división celular nestes fungos. O máis estudado é o de Saccharomyces cerevisiae.

Estrutura do corpo polar do fuso en Saccharomyces cerevisiae

Partes

O corpo polar do fuso é un orgánulo cilíndrico multiestratificado. As capas que o forman son:

• a placa externa (OP), que conecta cos microtúbulos citoplasmáticos (cMT);
• unha primeira capa intermedia (IL1);
• unha segunda capa intermedia electrodensa (IL2);
• unha placa central electrodensa (CP), que está ao nivel da envoltura nuclear e está conectada a ela por unhas estruturas a modo de gancho;
• unha placa interna mal definida (IP);
• e unha capa da placa interna que contén microtúbulos nucleares cos extremos tapados (capped) (nMT).

A placa central e a segunda capa intermedia aparecen como capas distintas e moi ordenadas. As outras capas e placas (extremos dos microtúbulos, placa interna, primeira capa intermedia e placa externa) non mostran un empaquetamento ordenado. A localización das placas interna e externa en relación coas membranas nucleares mantense durante todo o ciclo celular. Un lado da placa central está asociado cunha rexión electrodensa da envoltura nuclear denominada "media ponte" (half-bridge).

Tamaño

A masa molecular dun corpo polar do fuso diploide, incluíndo os microtúbulos e proteínas asociadas aos microtúbulos, estímase en 1–1,5 GDa e núcleo do corpo polar do fuso pesa 0,3–0,5 GDa. O corpo polar do fuso ten unha altura constante (a distancia entre as placas interna e externa) de arredor de 150 nm, pero o seu diámetro cambia durante o ciclo celular, por exemplo, nas células haploides, o corpo polar do fuso ten un diámetro que vai de 80 nm no período G1 da interfase ata os 110 nm na mitose. O diámetro do corpo polar do fuso depende do contido de ADN. Un diámetro do corpo polar do fuso maior aumenta a capacidade de nucleación de microtúbulos do corpo polar do fuso, o cal é importante para a segregación cromosómica.

Proteínas

As proteínas do corpo polar do fuso poden dividirse en tres grupos: compoñentes do núcleo (core) do orgánulo, compoñentes da media ponte e compoñentes necesarios para a conexión coa envoltura nuclear. Non se coñece que haxa ningún motivo conformacional ou estrutura xeral que faga que unha proteína pertenza ao corpo polar do fuso, mais a análise de proteínas coñecidas do corpo polar do fuso e dos seus xenes mostra que teñen varias características comúns. O núcleo do orgánulo contén principalmente proteínas con motivos de hélice superenrolada (coiled-coil), que lle permiten formar dímeros consigo mesmas ou con outras proteínas e manteñen estruturas regulares (por exemplo, a placa central, a segunda capa intermedia). Moitos xenes que codifican para o corpo polar do fuso conteñen caixas de ciclo celular Mlu I nos seus elementos xénicos promotores que dirixen a transcrición de xenes específicos do período G1. As secuencias primarias dos compoñentes do corpo polar do fuso deberían conter sitios de fosforilación de consenso para as quinases mitóticas, porque o corpo polar do fuso está moi fosforilado.

O principal compoñente da placa central é a proteína de hélice superenrolada Spc42p (Spc = spindle pole body component) que tamén forma parte do satélite, e que forma o núcleo cristalino do corpo polar do fuso. A proteína Spc42p está implicada na iniciación da ensamblaxe do corpo polar do fuso e da súa duplicación. A Spc42p asóciase coa Spc110p e a Spc29p, outras dúas proteínas esenciais de hélice superenrolada que se localizan na cara nuclear do corpo polar do fuso. A Spc110 localízase na placa central e pénsase que se une á Spc29p e á calmodulina (Cmd1p). O papel da Spc110p é a dun espazador molecular entre as placas central e interna e o complexo da proteína de unión á γ-tubulina. A función esencial da calmodulina é regular no corpo polar do fuso a unión da Spc110p coa Spc29p. A Spc29 forma na placa central unha estrutura repetitiva. A Spc98p e a Spc97p son dúas proteínas de unión á γ –tubulina (Tub4p) similares que teñen os lévedos requiridas para a nucleación dos microtúbulos. A Spc98p, Spc97p e Tub4p atópanse nas placas interna e externa do corpo polar do fuso e están implicadas na organización dos microtúbulos. A Spc42 mira cara ao citoplasma e únese á hélice superenrolada de Cnm67p (Cnm = chaotic nuclear migration). A Cnm67p forma dímeros e funciona como un espazador entre as capas intermedias primeira e segunda. A Cnm67 únese á proteína Nud1p da placa externa, que é unha proteína do corpo polar do fuso requirida para saír da mitose. Outra proteína de hélice superenrolada é a Spc72p, que tamén se encontra na placa externa. A Spc72p asóciase con Nud1p e con compoñentes do complexo da γ-tubulina.

A media ponte

A media ponte (half-bridge) é o sitio de ensamblaxe dun novo corpo polar do fuso, e tamén xoga un papel na nucleación de microtúbulos citoplasmáticos durante o período G1 e na cariogamia. Os dous lados da media ponte non son equivalentes. Dúas proteínas de membrana que atravesan a membrana só unha vez, Kar1p e Mps3p, localízanse na media ponte e requírense para formar e/ou manter a estrutura. Ambas as proteínas únense ao Cdc31p, o homólogo das centrinas dos lévedos, que tamén se localiza na media ponte e requírese para a integridade da media ponte. Un compoñente da media ponte adicional é o Sfi1p, que ten a capacidade de unirse ao Cdc31p por medio de múltiples sitios de unión ao Cdc31 conservados en toda a súa lonxitude. A Kar1p está tamén implicada en conectar a media ponte co núcleo do corpo polar do fuso por medio da súa interacción con Bbp1p. Ademais, a Kar1p xoga un papel na reorganización do corpo polar do fuso durante o período G1.

Duplicación do corpo polar do fuso en Saccharomyces cerevisiae

A duplicación do corpo polar do fuso unha soa vez durante cada ciclo celular é fundamental para a formación do fuso acromático mitótico bipolar e para unha correcta segregación dos cromosomas. A duplicación do corpo polar do fuso en S. cerevisiae pode dividirse en varias fases. A primeira fase ocorre xa no período G1 da interfase, cando o material satélite se forma sobre o extremo citoplasmático da media ponte. Durante a segunda fase a media ponte elóngase e completa a fusión das súas caras nuclear e citoplasmática. Ao mesmo tempo o satélite forma a placa de duplicación, unha estrutura en capas que é similar á metade citoplasmática do corpo polar do fuso maduro. O último paso na duplicación do corpo polar do fuso é a inserción da placa de duplicación na envoltura nuclear e a ensamblaxe dos compoñentes do corpo polar do fuso nuclear. Ao final do período G1 da interfase, as células do lévedo conteñen dous corpos polares do fuso duplicados un ao lado do outro conectados por unha ponte completa. Despois a ponte sepárase e o corpo polar do fuso nuclea o fuso bipolar. O corpo polar do fuso segue a crecer ata a mitose, polo que os compoñentes proteicos poden incorporarse a ambos os corpos polares do fuso ao longo do ciclo celular.

Véxase tamén

Outros artigos

• Corpo de Berkeley
• Corpo de Voronin
• Parentosoma
• Spitzenkörper