Mitotic exit
মাইটোটিক প্রস্থান একটি গুরুত্বপূর্ণ রূপান্তর বিন্দু যা মাইটোসিসের সমাপ্তি এবং একটি কোষের জন্য নতুন জি1 পর্যায়ের সূচনার ইঙ্গিত দেয় এবং কোষটিকে নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার উপর নির্ভর করতে হবে যাতে এটি নিশ্চিত হয় যে এটি একবার মাইটোসিস থেকে বেরিয়ে গেলে, এটি কখনই মাইটোসিসে ফিরে না আসে যতক্ষণ না এটি জি1, এস এবং জি2 পর্যায়ের মধ্য দিয়ে যায় এবং সমস্ত প্রয়োজনীয় চেকপয়েন্টগুলি অতিক্রম করে। সাইক্লিন, সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেস (সিডিকে), ইউবিকুইটিন লিগাস, সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেসের প্রতিরোধক এবং বিপরীতমুখী ফসফোরিলেশন সহ অনেকগুলি কারণ মাইটোটিক প্রস্থান নিয়ন্ত্রণ করে যাতে কোষ চক্রের ঘটনাগুলি কম ত্রুটির সাথে সঠিক ক্রমে ঘটে তা নিশ্চিত করা যায়। মাইটোসিসের শেষটি স্পিন্ডল ভাঙ্গন, সংক্ষিপ্ত কাইনেটোকোর মাইক্রোটিউবিউল এবং অ্যাস্ট্রাল (নন-কাইনেটোকোর) মাইক্রোটিউবিউলগুলির উচ্চারিত বৃদ্ধি দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। একটি সাধারণ ইউক্যারিওটিক কোষের জন্য, মাইটোটিক প্রস্থান অপরিবর্তনীয়। প্রোটোলাইটিক অবক্ষয় একটি ইউক্যারিওটিক মডেল জীব, উদীয়মান ইস্ট স্যাকারোমাইসেস সেরেভিসিয়ায় মাইটোটিক প্রস্থানের অপরিবর্তনীয়তার প্রচারের জন্য একটি কোষ দ্বারা নিযুক্ত নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া সম্পর্কে অনেক অনুমান করা হয়েছিল। কোষ চক্র নিয়ন্ত্রকদের প্রোটোলাইটিক অবক্ষয় এবং সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেসের মাত্রার উপর সংশ্লিষ্ট প্রভাবগুলি এমন একটি প্রক্রিয়া হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছিল যা ইউক্যারিওটিক কোষ চক্র এবং বিশেষত মেটাফেজ-থেকে-অ্যানাফেজ রূপান্তরকে উৎসাহিত করে। এই তত্ত্বে, অ্যানাফেজ প্রোমোটিং কমপ্লেক্স (এপিসি), ইউবিকুইটিন লিগাজের একটি শ্রেণী, মাইটোটিক নির্গমনের প্রচারের জন্য মাইটোটিক সাইক্লিন (সিএলবি2) এবং অ্যানাফেজ-প্রতিরোধকারী কারণগুলির (পিডিএস1, সিইউটি2) অবক্ষয়কে সহজতর করে। প্রোটিসোম দ্বারা অবক্ষয়ের জন্য মাইটোটিক সাইক্লিনের এনএইচ2-টার্মিনাল ডোমেনে ধ্বংস বাক্স (ডি বক্স) নামে পরিচিত নয়টি অ্যামিনো অ্যাসিড মোটিফকে এপিসি সর্বব্যাপী করে। সি. ডি. সি. 20 (এ. পি. সি-সি. ডি. সি. 20)-এর সহযোগিতায় এ. পি. সি সর্বব্যাপী এবং প্রাথমিক পর্যায়ে অবক্ষয়ের জন্য মাইটোটিক সাইক্লিন (সি. এল. বি. 2)-কে লক্ষ্য করে। একই সঙ্গে, এ. পি. সি-সি. ডি. সি. 20 সিকিউরিনগুলির অবক্ষয়ের মধ্যস্থতা করে, যা অ্যানাফেজ শুরুর সময় বাঁধনের মাধ্যমে পৃথক হতে বাধা দেয়। মুক্ত এবং সক্রিয় পৃথক ক্লিভস কোহেসিন যা বোন ক্রোমাটিডগুলিকে একসাথে ধরে রাখে, বোন ক্রোমাটিডগুলিকে পৃথক করতে সহায়তা করে এবং নিউক্লিওলাস থেকে সিডিসি 14-এর নিঃসরণকে উৎসাহিত করে মাইটোটিক প্রস্থান শুরু করে। পরবর্তী পর্যায়ে, সি. ডি. কে 1-এর ডাউনরেগুলেশন এবং সি. ডি. সি 14-এর সক্রিয়করণ, একটি সি. ডি. এইচ 1-সক্রিয়কারী ফসফেটেজ, সি. ডি. এইচ 1 (এ. পি. সি-সি. ডি. এইচ 1)-এর সহযোগিতায় এ. পি. সি গঠনকে উৎসাহিত করে যাতে সি. এল. বি 2-কে অবনমিত করা যায়। সিডিসি20 এবং সিডিএইচ1, যা এপিসি-র সক্রিয়কারী, সর্বব্যাপীতার জন্য সিকিউরিন এবং বি-টাইপ সাইক্লিন (সিএলবি)-এর মতো সাবস্ট্রেট নিয়োগ করে। সি. ডি. কে. 1-সি. এল. বি. 2 কমপ্লেক্স থেকে ফসফোরিলেট প্রোটিন ছাড়া যা স্পিন্ডল গতিবিদ্যার সাথে জড়িত যেমন স্লি15, এ. এস. ই. 1, এবং আস্ক 1, স্পিন্ডল বর্ধন এবং ক্রোমোসোমাল পৃথকীকরণ প্রচার করা হয়, যা মাইটোটিক প্রস্থানকে সহজতর করে। ইউক্যারিওটিক কোষ চক্রে প্রোটোলাইটিক অবক্ষয়ের গুরুত্ব একটি সাধারণ কাইনেজ ক্যাসকেড হিসাবে কোষ বিভাজনের দৃষ্টিভঙ্গিকে আরও জটিল প্রক্রিয়ায় পরিবর্তন করে যেখানে ফসফোরিলেশন, সর্বব্যাপীকরণ এবং প্রোটোলাইসিসের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া প্রয়োজনীয়। যাইহোক, একটি আইএনএম-পিপি1 (এটিপি অ্যানালগ)-সংবেদনশীল সিডিকে অ্যালিল, সিডিসি28-এ. এস1-এর সাথে উদীয়মান ইস্ট কোষ ব্যবহার করে পরীক্ষাগুলি প্রমাণ করেছে যে অপরিবর্তনীয় মাইটোটিক প্রস্থানকে ট্রিগার করার জন্য বি-টাইপ সাইক্লিন (সিএলবি) ধ্বংস করার প্রয়োজন নেই। সি. এল. বি. 2 অবক্ষয় অপরিবর্তনীয় মাইটোটিক প্রস্থানকে ট্রিগার করার জন্য প্রয়োজনীয় সি. ডি. কে 1-প্রতিরোধের সময়কালকে সংক্ষিপ্ত করে দেয় যা ইঙ্গিত করে যে সাইক্লিন প্রোটিওলাইসিস তার ক্রিয়ার ধীর সময়ের কারণে ইউক্যারিওটিক কোষ চক্রের গতিশীল প্রকৃতিতে অবদান রাখে তবে অপরিবর্তনীয় কোষ চক্রের রূপান্তরকে ট্রিগার করার ক্ষেত্রে প্রধান নির্ধারক কারণ হওয়ার সম্ভাবনা নেই। এস. আই. সি. 1 স্তরের আবিষ্কারগুলি করা হয়েছিল যা ইউক্যারিওটিক কোষ চক্র নিয়ন্ত্রণে সাইক্লিন-নির্ভর কাইনেসের প্রতিরোধকগুলির স্তরের গুরুত্ব নির্দেশ করে। বিশেষত, উদীয়মান ইস্টের সিএলবি-সিডিকে কমপ্লেক্সের একটি স্টোইকিওমেট্রিক ইনহিবিটর সিস 1-এর স্তরটি অপরিবর্তনীয়ভাবে এস ফেজ কাইনেসগুলি সক্রিয় করে অপরিবর্তনীয় জি 1-এস রূপান্তরের ক্ষেত্রে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ বলে প্রমাণিত হয়েছিল। অপরিবর্তনীয় মাইটোটিক প্রস্থান (এম-জি1 ট্রানজিশন)-এর পাশাপাশি জি1-এস ট্রানজিশনে এস. আই. সি1 স্তর একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে বলে দেখা গেছে। মাইটোসিসের সময়, সি. ডি. কে 1-এর হ্রাসমান মাত্রা সি. ডি. সি 14-এর সক্রিয়করণের দিকে পরিচালিত করে, একটি ফসফেটেজ যা সি. ডি. কে 1-এর সক্রিয়করণের মাধ্যমে সি. ডি. কে 1-কে প্রতিহত করে এবং এস. আই. সি 1 প্রোটিনের একটি প্রতিলিপি সক্রিয়কারী সুই 5-কে প্রতিহত করে। যদিও Sic1-এর একটি নির্দিষ্ট নিম্ন স্তরে অবক্ষয়ের ফলে S পর্যায় শুরু হয়, অপরিবর্তনীয় মাইটোটিক প্রস্থানকে ট্রিগার করার জন্য একটি নির্দিষ্ট উচ্চ স্তরে Sic1-এর সঞ্চয়ের প্রয়োজন ছিল। বি-টাইপ সাইক্লিনের অবক্ষয় অ-অবক্ষয়যোগ্য সি. এল. বি. এস বা প্রোটিয়াজোম ইনহিবিটারের অভিব্যক্তি দ্বারা অবরুদ্ধ থাকলেও সি. ডি. কে-1 ইনহিবিটারগুলি মাইটোটিক প্রস্থানকে প্ররোচিত করতে পারে। যাইহোক, সিস্টার ক্রোমাটিডগুলি পৃথক করতে ব্যর্থ হয় এবং ইনহিবিটারগুলি ধুয়ে যাওয়ার পরে কোষগুলি মাইটোসিসে ফিরে আসে, যা ইঙ্গিত করে যে সাইক্লিন অবক্ষয় থেকে স্বাধীনভাবে অপরিবর্তনীয় মাইটোটিক প্রস্থানকে ট্রিগার করার জন্য ইনহিবিটারগুলির একটি প্রান্তিক স্তর অর্জন করা দরকার। জি1-এস রূপান্তরের তুলনায় মাইটোটিক প্রস্থানকে ট্রিগার করার জন্য প্রয়োজনীয় সিসিক1 স্তরের বিভিন্ন সীমা থাকা সত্ত্বেও, সিসিক 1-এর স্তর সিডিকে-র ক্রিয়াকলাপকে বাধা দিয়ে ইউক্যারিওটিক কোষ চক্র নিয়ন্ত্রণে মূল ভূমিকা পালন করে বলে দেখা গেছে। যেহেতু ইউক্যারিওটিক কোষ চক্রে বিভিন্ন ধরনের প্রোটিন এবং নিয়ন্ত্রক মিথস্ক্রিয়া জড়িত থাকে, তাই আরও ভাল বিশ্লেষণের জন্য একটি জটিল জৈবিক বর্তনীকে একটি সাধারণ কাঠামোতে সহজতর করার জন্য গতিশীল ব্যবস্থার পদ্ধতি গ্রহণ করা যেতে পারে। চারটি সম্ভাব্য ইনপুট/আউটপুট সম্পর্কের মধ্যে, Sic1 স্তর এবং মাইটোটিক প্রস্থানের মধ্যে সম্পর্কটি একটি অপরিবর্তনীয় বিস্টেবল সুইচ-এর বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায় বলে মনে হয়, যা APC-Cdh1, Sic1 এবং Clb2-Cdk1-এর মধ্যে প্রতিক্রিয়া দ্বারা চালিত। কোষচক্র নিয়ন্ত্রণ এবং কোষীয় পৃথকীকরণের মতো জৈবিক ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে এবং অনেক কোষীয় নিয়ন্ত্রক নেটওয়ার্কে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে দ্বিগুণতা পরিচিত। বিস্টেবল ইনপুট/আউটপুট সম্পর্ক দুটি দ্বিখণ্ডিত বিন্দু সহ দুটি স্থিতিশীল অবস্থা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। দ্বিগুণতা অঞ্চলে একটি নির্দিষ্ট ইনপুটের জন্য একাধিক আউটপুট সম্ভব, যা দুটি দ্বিখণ্ডিত বিন্দু দ্বারা চিহ্নিত। উপরন্তু, বিস্টেবল সম্পর্ক হিস্টেরেসিস প্রদর্শন করেঃ চূড়ান্ত অবস্থা/আউটপুট ইনপুটের ইতিহাসের পাশাপাশি ইনপুটের বর্তমান মানের উপর নির্ভর করে কারণ সিস্টেমের একটি মেমরি রয়েছে। একটি দ্বিখণ্ডিত বিন্দুর একটি ঋণাত্মক নিয়ন্ত্রণ পরামিতি মান রয়েছে (দ্বিখণ্ডিত বিন্দুটি অক্ষের অপর দিকে থাকে), যার ফলে দুটি স্থিতিশীল অবস্থার মধ্যে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তরের অপরিবর্তনীয়তা দেখা দেয়। মাইটোটিক নির্গমনের ক্ষেত্রে, দুটি স্থিতিশীল অবস্থা মাইটোসিস এবং জি1 পর্যায় দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়। একবার Sic1 স্তর (ইনপুট) সীমার বাইরে জমা হয়ে গেলে, মাইটোসিস (স্থিতিশীল অবস্থা I) থেকে G1 পর্যায়ে (স্থিতিশীল অবস্থা II) অপরিবর্তনীয় রূপান্তর ঘটে। অসম্পূর্ণ পরিবেশে, একমাত্র দ্বিখণ্ডন যা অক্ষত থাকে তা হল স্যাডল-নোড দ্বিখণ্ডন। স্যাডল-নোড দ্বিখণ্ডন ভেঙে যায় না (স্যাডল-নোড হল প্রত্যাশিত সাধারণ আচরণ), অন্যদিকে ট্রান্সক্রিটিকাল এবং পিচফর্ক দ্বিখণ্ডন অসম্পূর্ণতার উপস্থিতিতে ভেঙে যায়। সুতরাং, অসম্পূর্ণ জৈবিক জগতে বিদ্যমান একমাত্র এক-মাত্রিক দ্বিখণ্ডন হল স্যাডল-নোড দ্বিখণ্ডন। এম-জি1 রূপান্তর এবং এস. আই. সি1 স্তরের মধ্যে দ্বিস্তরীয় সম্পর্ককে দুটি স্যাডল-নোড বিভাজনের একটি চিত্র হিসাবে উপস্থাপন করা যেতে পারে যেখানে নিয়ন্ত্রণ পরামিতি, এস. আই. সি1-এর পরিমাণের একটি ছোট পরিবর্তনের সাথে সিস্টেমের আচরণ গুণগতভাবে পরিবর্তিত হয়। যেহেতু কোষচক্রের আচরণ সমালোচনামূলকভাবে এম-জি1 রূপান্তর অবস্থায় সিস1-এর পরিমাণের উপর নির্ভর করে, সিস1-এর পরিমাণ কঠোরভাবে সিস্টেম-স্তরের প্রতিক্রিয়া দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। যেহেতু Cdk1-Clb2 ফসফরিলেটিং Sic1 দ্বারা Sic1-কে বাধা দেয় এবং সর্বব্যাপীকরণের মাধ্যমে Sic1-কে অবক্ষয়ের জন্য উপলব্ধ করে, তাই Cdk1-Clb2-এর APC-Cdh1-নির্ভর অবক্ষয় শুধুমাত্র উপলব্ধ Cdk1-Clb2 কমপ্লেক্সের মাত্রা হ্রাস করে না, বরং Sic1-এর মাত্রাও বৃদ্ধি করে যা Cdk1-Clb2-এর কার্যকারিতাকে আরও বাধা দেয়। ডাবল নেগেটিভ ফিডব্যাক লুপের এই সক্রিয়করণ শুরু হয় এপিসি-সিডিসি20-নির্ভর সিডিকে1-ক্লাব2-এর অবক্ষয় এবং নিউক্লিয়োলার প্রোটিন নেট1/সিএফআই1 থেকে সিডিসি14-এর নিঃসরণ থেকে। এফ. ই. এ. আর (সি. ডি. সি. 14 আর্লি অ্যানাফেজ রিলিজ) পথ নেট1-এর সি. এল. বি. 2-সি. ডি. কে 1-নির্ভর ফসফরিলেশনকে সহজতর করে যা নেট1 থেকে ক্ষণস্থায়ীভাবে সি. ডি. সি. 14 মুক্ত করে। মুক্তিপ্রাপ্ত সি. ডি. সি. 14 এবং সি. এল. বি. 2-সি. ডি. কে 1 কমপ্লেক্সগুলি স্পিন্ডল গঠন করে যা মাইটোটিক এক্সিট নেটওয়ার্ক (এম. ই. এন) সক্রিয় করে। এম. ই. এন নিউক্লিওলাস থেকে সি. ডি. সি. 14-এর স্থায়ী মুক্তির অনুমতি দেয় এবং সি. ডি. সি. 14 সি. ডি. এইচ. 1-কে সক্রিয় করে এবং সি. আই. সি. 1-এর ট্রান্সক্রিপশনাল অ্যাক্টিভেটর সুই 5-এর সক্রিয়করণের মাধ্যমে সি. আই. সি. 1-কে স্থিতিশীল করে সি. এল. বি. 2-সি. ডি. কে 1-এর ক্রিয়াকলাপকে প্রতিহত করে। সি. আই. সি. 1 ইতিবাচকভাবে সি. ডি. কে 1-সি. এল. বি 2-কে সুই 5-এর প্রতিরোধ মুক্ত করতে বাধা দিয়ে নিজেকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং সি. ডি. এইচ 1 সি. এল. বি 2-সি. ডি. কে 1-কে এম. ই. এন-এর প্রতিরোধ মুক্ত করতে বাধা দিয়ে ইতিবাচকভাবে নিজেকে নিয়ন্ত্রণ করে যা সি. ডি. সি 14 এবং পরবর্তীকালে সি. ডি. এইচ 1-কে সক্রিয় করতে পারে। APC-Cdh1 এবং Sic1 দ্বারা গঠিত ডাবল-নেগেটিভ ফিডব্যাক লুপ, কম Clb2-Cdk1 ক্রিয়াকলাপ বজায় রাখার জন্য প্রয়োজন কারণ Clb2 স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রতিলিপি উপাদান, Fkh2-Mcm1 Ndd1 জটিল সক্রিয় করে তার সংশ্লেষণ সক্রিয় করে। প্রভাব ইউক্যারিওটিক কোষচক্র বিশ্বস্ত এবং সফল কোষ বিভাজন নিশ্চিত করার জন্য বিভিন্ন চেকপয়েন্ট এবং ফিডব্যাক লুপ নিয়ে গঠিত। উদাহরণস্বরূপ, মাইটোসিসের সময়, যখন ডুপ্লিকেট ক্রোমোজোমগুলি মাইটোটিক স্পিন্ডলের সাথে অনুপযুক্তভাবে সংযুক্ত থাকে, ম্যাড এবং বাব সহ স্পিন্ডল অ্যাসেম্বলি চেকপয়েন্ট (এস. এ. সি) প্রোটিনগুলি এ. পি. সি-সি. ডি. সি. 20-কে অ্যানাফেজ এবং বি-টাইপ সাইক্লিন অবনতির মধ্যে প্রবেশ বিলম্বিত করতে বাধা দেয়। উপরন্তু, যখন মাইটোটিক স্পিন্ডলগুলি ভুলভাবে সাজানো হয়, তখন মাইটোটিক সাইক্লিনের অবক্ষয় এবং অ্যানাফেজ প্রবেশ রোধ করতে এম. ই. এন এবং পরবর্তীকালে সি. ডি. সি. 14 একটি বুব 2 এবং বি. এফ. এ 1-নির্ভর পদ্ধতিতে প্রতিরোধ করা হয়। সিস 1 একটি চমৎকার উদাহরণ যা দেখায় যে কীভাবে সিস্টেম-স্তরের প্রতিক্রিয়া পরিবেশগত পরিস্থিতি অনুধাবন করতে এবং কোষ চক্রের রূপান্তরকে ট্রিগার করতে যোগাযোগ করে। যদিও প্রকৃত এম-জি1 রূপান্তরটি অসংখ্য প্রোটিন এবং প্রবিধানের সাথে জড়িত ব্যাপকভাবে জটিল, গতিশীল সিস্টেম পদ্ধতির ফলে এই জটিল সিস্টেমটিকে দুটি স্যাডল-নোড বিভাজনের সাথে বিস্টেবল ইনপুট/আউটপুট সম্পর্কে সরলীকরণের অনুমতি দেয় যেখানে আউটপুট (মাইটোটিক প্রস্থান) নির্ভর করে সিক1-এর সমালোচনামূলক ঘনত্বের উপর। এক-মাত্রিক বিশ্লেষণ ব্যবহার করে, ইউক্যারিওটিক কোষ চক্রের অনেক অপরিবর্তনীয় ট্রানজিশন পয়েন্ট ব্যাখ্যা করা সম্ভব হতে পারে যা সিস্টেম-স্তর নিয়ন্ত্রণ এবং প্রতিক্রিয়া দ্বারা পরিচালিত হয়। অপরিবর্তনীয় ট্রানজিশন পয়েন্টের অন্যান্য উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে স্টার্ট (একটি নতুন কোষ বিভাজন চক্রের প্রতি অপরিবর্তনীয় প্রতিশ্রুতি) যা অপরিবর্তনীয় বিস্টেবল সুইচ দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে যার নিয়ন্ত্রণ পরামিতিটি সি. এল. এন 2, উই 5 এবং এস. বি. এফ-এর সাথে জড়িত সিস্টেমিক প্রতিক্রিয়া দ্বারা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়। তথ্যসূত্র মাইটোসিস