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Concept
Katanin
Résumé
Katanin is a microtubule-severing AAA protein. It is named after the Japanese sword called a katana. Katanin is a heterodimeric protein first discovered in sea urchins. It contains a 60 kDa ATPase subunit, encoded by KATNA1, which functions to sever microtubules. This subunit requires ATP and the presence of microtubules for activation. The second 80 kDA subunit, encoded by KATNB1, regulates the activity of the ATPase and localizes the protein to centrosomes. Electron microscopy shows that katanin forms 14–16 nm rings in its active oligomerized state on the walls of microtubules (although not around the microtubule).
Structural analysis using electron microscopy has revealed that microtubule protofilaments change from a straight to a curved conformation upon GTP hydrolysis of β-tubulin. However, when these protofilaments are part of a polymerized microtubule, the stabilizing interactions created by the surrounding lattice lock subunits into a straight conformation, even after GTP hydrolysis. In order to disrupt these stable interactions, katanin, once bound to ATP, oligomerizes into a ring structure on the microtubule wall - in some cases oligomerization increases the affinity of katanin for microtubules and stimulates its ATPase activity. Once this structure is formed, katanin hydrolyzes ATP, and likely undergoes a conformational change that puts mechanical strain on the tubulin subunits, which destabilizes their interactions within the microtubule lattice. The predicted conformational change also likely decreases the affinity of katanin for tubulin as well as for other katanin proteins, which leads to disassembly of the katanin ring structure, and recycling of the individual inactivated proteins.
The severing of microtubules by katanin is regulated by protective microtubule-associated proteins (MAPs), and the p80 subunit (p60 severs microtubules much better in the presence of p80). These mechanisms have different consequences, depending on where in the cell they are activated or disrupted.
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Concepts associés (3)
Prophase
vignette| Formation du fuseau mitotique et condensation des chromosomes pendant la prophase. La prophase (du grec ancien πρό, pró : « avant ») est la première phase de la division cellulaire mitotique, comme méiotique chez les êtres vivants eucaryotes. Elle débute par la visualisation des chromosomes condensés (cette condensation de la chromatine en chromosomes se fait dès la phase G2, mais n'est pas discernable en microscopie optique) et se termine peu avant la dissociation de l’enveloppe nucléaire (caractéristique de la prométaphase).
Microtubule
Les microtubules (MT) sont des fibres constitutives du cytosquelette, au même titre que les microfilaments d'actine et que les filaments intermédiaires. Ils ont un diamètre d'environ 25 nm et une longueur variable du fait de leur dynamique, conséquence de l'équilibre polymérisation ↔ dépolymérisation dans lequel chacune de leurs deux extrémités sont les sièges. Les microtubules sont ancrés sur le centrosome et le matériel péricentriolaire; ils irradient dans tout le cytoplasme.
Centrosome
thumb|right|upright=1.6|Schéma d'un centrosome. droite Animal Cell.svg Dans les cellules animales, le centrosome est le centre cellulaire organisateur des microtubules, COMT (MTOC en anglais pour « Microtubule Organizing Center »). Un centrosome est un organite non membrané qui se compose d'une paire de centrioles, entourée par un nuage de matériel amorphe appelé matériel péricentriolaire. Il s'agit d'un édifice composé de deux fois neuf triplets de microtubules (avec treize protofilaments entre chaque microtubule), formant la paroi d'un cylindre.