El cuerpo polar del huso ( SPB ) es el centro organizador de los microtúbulos en las células de levadura, funcionalmente equivalente al centrosoma . A diferencia del centrosoma, el SPB no contiene centriolos. El SPB organiza el citoesqueleto de microtúbulos que desempeña muchas funciones en la célula. Es importante para organizar el huso y, por lo tanto, para la división celular.
Se estima que la masa molecular de un SPB diploide, incluidos los microtúbulos y las proteínas asociadas a los 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 electrodensa (IL2); una placa central electrodensa (CP), que está al nivel de la envoltura nuclear y está conectada a ella por estructuras en forma de gancho, una placa interna (IP) mal definida; y una capa de la placa interna que contiene extremos de 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 un empaquetamiento 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 electrónica de la envoltura nuclear denominada semipuente. El SPB tiene una altura constante (la distancia entre la placa interna y la 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 que es importante para la segregación cromosómica.
Todas las proteínas SPB se pueden dividir en tres grupos: componentes del núcleo, componentes de medio puente y componentes necesarios para la conexión con NE. No se conoce ningún motivo o estructura que haga que una proteína pertenezca a SPB, pero el análisis de las proteínas SPB conocidas y sus genes muestra varias características comunes. El núcleo contiene principalmente proteínas con motivos de bobina superenrollada , que permiten formar dímeros, ya sea con ellas mismas o con otras proteínas y mantener estructuras regulares (p. ej. CP, IL2). Muchos genes SPB contienen cajas de ciclo celular Mlu I en sus elementos promotores que conducen a la transcripción de genes específicos de G1. La secuencia primaria de los componentes SPB debe contener sitios de fosforilación de consenso para las quinasas mitóticas , porque el SPB está altamente fosforilado.
El componente principal de la placa central es la proteína superenrollada Spc42p (componente del cuerpo polar del huso), que también forma parte del satélite y forma un cristal central del SPB. La proteína Spc42p participa en la iniciación del ensamblaje del SPB y su duplicación. [1] La Spc42p se asocia con Spc110p y Spc29p, otras dos proteínas superenrolladas 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). La función de Spc110p es la de 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 que regule la unión de Spc110p a Spc29p. Spc29 forma en la placa central una estructura repetitiva. Spc98p y Spc97p son dos proteínas de unión a la γ-tubulina (Tub4p) de levadura similares, necesarias para la nucleación de los microtúbulos. Spc98p, Spc97p y Tub4p se encuentran en las placas interna y externa de SPB y están involucradas en la organización de los microtúbulos. Spc42 se orienta hacia el citoplasma y se une a la proteína superenrollada Cnm67p (migración nuclear caótica). Cnm67p forma dímeros y funciona como un espaciador entre IL2 e IL1. Cnm67 se une a la proteína de la placa externa Nud1p, una proteína de SPB necesaria para la salida de la mitosis. Otra proteína superenrollada, Spc72p, también se encuentra en la placa externa. Spc72p se asocia con Nud1p y con componentes del complejo γ-tubulina.
El semipuente es el sitio de ensamblaje del nuevo SPB y también desempeña un papel en la nucleación de los microtúbulos citoplasmáticos durante G1 y la cariogamia. Ambos lados del semipuente no son equivalentes. Dos proteínas de membrana de un solo paso, Kar1p y Mps3p, se localizan en el semipuente y son necesarias para formar y/o mantener la estructura. Ambas proteínas se unen a Cdc31p, el homólogo de la centrina de levadura, que también se localiza en el semipuente y es necesario para la integridad del semipuente. Un componente adicional del semipuente, Sfi1p, muestra la capacidad de unirse a Cdc31p a través de múltiples sitios de unión de Cdc31 conservados a lo largo de su longitud. Kar1p también está involucrado en la conexión del semipuente al núcleo del SPB a través de su interacción con Bbp1p. Además, Kar1p desempeña un papel en la reorganización del SPB durante 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 la segregación cromosómica precisa. La duplicación del SPB en S. cerevisiae se puede dividir en varios pasos. El primer paso ocurre temprano en G1 , cuando el material satélite se forma en la punta citoplasmática del semipuente. Durante el segundo paso, el semipuente 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 que es 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 G1, las células de levadura contienen dos SPB duplicados uno al lado del otro conectados por un puente completo. Luego, el puente se separa y el SPB nuclea el huso bipolar. El SPB continúa creciendo hasta la mitosis , por lo que los componentes proteicos pueden incorporarse a ambos SPB a lo largo del ciclo celular.