El cuerpo polar del huso ( SPB ) es el centro organizador de microtúbulos en las células de levadura, funcionalmente equivalente al centrosoma . A diferencia del centrosoma, el SPB no contiene centríolos. El SPB organiza el citoesqueleto de microtúbulos que desempeña muchas funciones en la célula. Es importante para la organización del huso y, por tanto, para la división celular.
Se estima que la masa molecular de un SPB diploide, incluidos los microtúbulos y las proteínas asociadas a microtúbulos, es de 1 a 1,5 GDa, mientras que un SPB central es de 0,3 a 0,5 GDa. El SPB es un orgánulo multicapa cilíndrico . Estas capas son: una placa externa (OP), que se conecta a los microtúbulos citoplasmáticos (cMT); una primera capa intermedia (IL1) y una segunda capa intermedia electrondensa (IL2); una placa central electrondensa (CP), que se encuentra al nivel de la envoltura nuclear y está conectada a ella mediante estructuras en forma de gancho, una placa interna (IP) mal definida; y termina una capa de la placa interna que contiene microtúbulos nucleares cubiertos (nMT). La placa central y la IL2 aparecieron como capas distintas pero muy ordenadas. Las otras capas (extremos MT, IP, IL1 y OP) no muestran el embalaje ordenado. La ubicación de las placas internas y externas en relación con las membranas nucleares se mantiene durante todo el ciclo celular . Un lado de la placa central está asociado con una región densa en electrones de la envoltura nuclear denominada medio puente. El SPB tiene un tamaño de altura constante (la distancia entre la placa interna y la placa externa) durante aproximadamente 150 nm, pero su diámetro cambia durante el ciclo celular; por ejemplo, en las células haploides, el SPB crece en diámetro desde 80 nm en G1 hasta 110 nm en la mitosis . El diámetro del SPB depende del contenido de ADN . Un diámetro mayor del SPB aumenta la capacidad de nucleación de microtúbulos del SPB, lo cual es importante para la segregación cromosómica.
Todas las proteínas SPB se pueden dividir en tres grupos: componentes centrales, componentes de medio puente y componentes necesarios para la conexión con NE. No existe ningún motivo o estructura conocida que haga que una proteína pertenezca a SPB, pero el análisis de proteínas SPB conocidas y sus genes muestra varias características comunes. El núcleo contiene principalmente proteínas con motivos en espiral , que permiten formar dímeros, ya sea con ellos mismos o con otras proteínas y mantener estructuras regulares (por ejemplo, CP, IL2). Muchos genes SPB contienen cajas del ciclo celular Mlu I en sus elementos promotores que conducen a la transcripción del gen específico G1. La secuencia primaria de los componentes del SPB debe contener sitios de fosforilación de consenso para las quinasas mitóticas , porque el SPB está altamente fosforilado.
El principal componente de la placa central es la proteína en espiral Spc42p (para el componente del cuerpo del polo del huso), que también forma parte del satélite, que forma un cristal central de SPB. La proteína Spc42p participa en el inicio del ensamblaje de SPB y su duplicación. [1] El Spc42p se asocia con Spc110p y Spc29p, otras dos proteínas en espiral esenciales que se localizan en la cara nuclear del SPB. Spc110 se localiza en la placa central y se cree que se une a Spc29p y calmodulina (Cmd1p). El papel de Spc110p es una molécula espaciadora entre la placa central e interna y la proteína de unión al complejo γ-tubilina. La función esencial de la calmodulina está en el SPB, donde se ha propuesto regular la unión de Spc110p a Spc29p. Spc29 forma en la placa central una estructura repetitiva. Spc98p y Spc97p son dos proteínas de unión a γ-tubulina (Tub4p) de levadura similares necesarias para la nucleación de microtúbulos. Spc98p, Spc97p y Tub4p se encuentran en las placas internas y externas de SPB y participan en la organización de los microtúbulos. Spc42 se enfrenta al citoplasma y se une a Cnm67p (migración nuclear caótica). Cnm67p forma dímeros y funciona como espaciador entre IL2 e IL1. Cnm67 se une a la proteína de la placa externa Nud1p, una proteína SPB necesaria para salir de la mitosis. Otra proteína en espiral, Spc72p, también se encuentra en la placa externa. Spc72p se asocia con Nud1p y con componentes del complejo γ-tubulina.
El medio puente es el sitio de ensamblaje del nuevo SPB y también desempeña un papel en la nucleación de microtúbulos citoplasmáticos durante G1 y cariogamia. Ambos lados del medio puente no son equivalentes. Dos proteínas de membrana de paso único, Kar1p y Mps3p, se localizan en el medio puente y son necesarias para formar y/o mantener la estructura. Ambas proteínas se unen a Cdc31p, el homólogo de centrina de levadura, que también se localiza en el medio puente y es necesario para la integridad del medio puente. Un componente de medio puente adicional, Sfi1p, muestra capacidad para unirse a Cdc31p a través de múltiples sitios de unión de Cdc31 conservados en toda su longitud. Kar1p también participa en la conexión del medio puente al SPB central a través de su interacción con Bbp1p. Además, Kar1p desempeña un papel en la reorganización del SPB durante el G1.
La duplicación del SPB una vez, y sólo una vez, durante cada ciclo celular es esencial para la formación de un huso mitótico bipolar y una segregación cromosómica precisa. La duplicación de SPB en S. cerevisiae se puede dividir en varios pasos. El primer paso ocurre temprano en G1 , cuando se forma material satélite en la punta citoplasmática del medio puente. Durante el segundo paso, el medio puente se alarga y completa la fusión de sus caras nuclear y citoplasmática. Al mismo tiempo, el satélite forma una placa de duplicación, una estructura en capas similar a la mitad citoplasmática de un SPB maduro. El último paso de la duplicación del SPB es la inserción de la placa de duplicación en la envoltura nuclear y el ensamblaje de los componentes nucleares del SPB. Al final de las células de levadura G1 contienen dos SPB duplicados, uno al lado del otro, conectados por un puente completo. Luego el puente se separa y SPB nuclea el huso bipolar. Los SPB continúan creciendo hasta la mitosis , por lo que los componentes proteicos son capaces de incorporarse a ambos SPB durante todo el ciclo celular.