2) участии в конденсации хроматина с образованием метафазных хромосом (+)
3) участии в формировани хиазм
4) взаимодействии с ДНК, хроматином, участие в экспрессии генов
Основная функция конденсинов — компактизация и структурная организация хроматина с формированием высококонденсированных метафазных хромосом. Это ATP-зависимые белковые комплексы семейства SMC, содержащие структурные субъединицы SMC2 и SMC4, которые формируют кольцевидную основу комплекса и участвуют в петлеобразовании хроматина. В клеточном цикле конденсин II преимущественно действует в профазе, а конденсин I получает доступ к хроматину после разрушения ядерной оболочки и активно участвует в окончательной компактизации хромосом в прометафазе и метафазе.
Конденсины обеспечивают укладку длинной молекулы ДНК в компактную, механически устойчивую структуру, необходимую для правильного расхождения хромосом при митозе и мейозе. Удержание сестринских хроматид до анафазы преимущественно осуществляет когезиновый комплекс, образование хиазм связано с кРоссовером и рекомбинацией, а влияние конденсинов на экспрессию генов является вторичным следствием изменения пространственной организации генома. Поэтому именно участие в конденсации хроматина с образованием метафазных хромосом отражает их основную биологическую роль.
| Структура или процесс | Основная функция | Ключевые особенности |
|---|---|---|
| Конденсин I | Компактизация хроматина и формирование продольной структуры митотических хромосом | Получает доступ к хромосомам после разрушения ядерной оболочки; особенно активен в прометафазе и метафазе |
| Конденсин II | Раннее уплотнение хроматина и участие в формировании оси хромосомы | Функционирует преимущественно в ядре в профазе; способствует осевому выстраиванию хроматиновых петель |
| Когезиновый комплекс | Удержание сестринских хроматид после репликации ДНК | Сохраняется в центромерных областях до активации сепаразы и начала анафазы |
| Хиазмы | Физическое проявление кРоссовера между гомологичными хромосомами | Формируются в результате мейотической рекомбинации и обеспечивают правильное расхождение гомологов в мейозе I |
| Синаптонемный комплекс | Сближение и синапсис гомологичных хромосом в мейозе | Создаёт белковый каркас для взаимодействия гомологов, но не является конденсином |
| Топоизомераза II | Устранение топологических напряжений и декатенация молекул ДНК | Содействует разделению дочерних хромосом, однако не заменяет конденсины в процессе их компактизации |
Нарушение работы конденсинов приводит к дефектам морфологии хромосом, ошибкам сегрегации, анеуплоидии и геномной нестабильности. Функционально конденсины действуют совместно с когезином, топоизомеразой II и другими регуляторами архитектуры хроматина. Их активность особенно важна в периоды интенсивной перестройки хромосом перед делением клетки.