Cinetochoir hva er det, trening, funksjoner

De kinetochore Det er et proteinkompleks assosiert med sentromerer av kromosomer i høyere eukaryoter. Det representerer hovedfestet for mikrotubuli i spindelen under celledeling, enten ved mitose eller ved meiose.

Eukaryote kromosomer har en spesiell region kjent som centromeren, som faktisk er et veldig kompakt segment av DNA (i form av kromatin), hvis hovedfunksjon er å sikre riktig fordeling av dupliserte kromosomer under celledeling..

Under mitose dupliseres for eksempel genetisk materiale (DNA) i en celle under grensesnitt, som resulterer i dannelsen av to kopier av hvert kromosom, som kondenserer under metafase og blir visualisert som to søsterkromatider, sammenføyd gjennom sentromeren.

Separasjonen av disse kromatidene mot hver cellepol når delingen begynner skjer takket være vedheftingen av mikrotubuli i den mitotiske spindelen til den sentromere regionen, spesielt til proteinkomplekset assosiert med den, kjent som kinetochore..

Hvert kromosom er assosiert med to kinetokorer, til hvilke er festet mikrotubuli av den mitotiske spindelen kjent som kinetochoriske mikrotubuli. Denne foreningen skjer takket være forbindelsen mellom nevnte mikrotubuli og proteinfibre som kommer fra kinetokoren.

Artikkelindeks

• 1 Dannelse av kinetokoren
  • 1.1 Ultrastruktur av kinetochore
  • 1.2 Montering eller dannelse av kinetochore
• 2 Funksjoner til kinetochore
  • 2.1 Kontrollpunkt for celledeling
  • 2.2 Kinetochore under mitose
  • 2.3 Kinetochore under meiose
• 3 Referanser

Kinetochore formasjon

Kinetochores dannes i den sentromere regionen av kromosomer etter duplisering, som finner sted i trinnene før celledeling.

Denne formasjonen avhenger av assosiasjonen av kinetochore med spesielle deler av DNA i sentromerområdet, som fungerer som et stillas for dannelsen av førstnevnte..

I disse regionene dannes nukleosomer som komprimerer sentromert DNA i form av kromatin med en spesiell variant av histon H3.

Ultrastruktur av kinetochore

Det er noen forskjeller i strukturen til kinetokoren mellom plante- og dyreceller, og det er kinetokoren til cellene til pattedyr som har blitt mest omfattende undersøkt..

Generelt sett sies det at kinetochore-proteinkomplekset har en "laminar" struktur, med en indre region og en ekstern, den første spesialisert i forening av proteiner til kromosomalt DNA og den andre i forening av spindelfibrene..

Noen spesialister på feltet fremhever tilstedeværelsen av et tredje "ark" eller "lag", som representerer grensesnittet mellom de interne og eksterne områdene..

Den indre regionen av kinetokoren er dannet av et konstitutivt nettverk av proteiner assosiert med sentromeren, kjent som CCAN (fra engelsk Constitutive Centromere-Associated Network), hvorav mange er direkte assosiert med histonproteinene til de sentromere nukleosomene.

Den ytre regionen av kinetokoren består derimot av to hovedproteinkomplekser kjent som Ndc80-komplekset og Mis12-komplekset, som hver består av flere proteinunderenheter..

Av begge er Ndc80 viktig for dannelsen av mikrotubuli-bindingssteder, og Mis12 er "bindingen" mellom komponentene i det indre og ytre området av kinetokoren..

Montering eller dannelse av kinetokoren

Dannelsen av kinetokorer i eukaryote kromosomer avhenger av mer enn 50 proteiner (noen forfattere foreslår at mer enn 100), og det er under denne prosessen at de indre og ytre områdene av disse strukturene blir tydelige og blir dannet..

Hovedreferansepunktet for dannelsen av kinetochore på de kromosomale sentromerer er varianten av histon H3 kjent som Cse4 / Cnp1 / CENP-A, siden det er nødvendig for lokalisering av nesten alle proteiner i kinetochore..

Vi kan si at monteringsprosessen til dette komplekset krever spesifikk anerkjennelse av flere deltakere, hver med spesifikke funksjoner og sannsynligvis i en sekvens eller hierarkisk rekkefølge:

- Noen proteiner fungerer i gjenkjenningen av de involverte delene, det vil si de sentromere nukleosomene og mikrotubuli i spindelen..

- Noen proteiner fungerer ved å stabilisere proteinkompleksene rundt sentromeren.

- Andre deltar i å stabilisere kryssene mellom mikrorør og kinetokore..

- Det er proteiner som forhindrer separasjon av kromatidene til kinetokorene er perfekt festet til den mitotiske spindelen fra hver cellepol..

- Det er også proteiner som kobler kromosomene til depolymerisering av mikrotubuli i spindelen..

- Disse kompleksene inkluderer også motoriske proteiner som dynein / dynactin-paret som blant annet fungerer i rekruttering av regulatoriske proteiner til kinetochore og i bevegelsen av kromatider..

- Til slutt er det proteiner som regulerer funksjonen til de andre proteinene i komplekset, hemmer eller fremmer aktiviteten deres..

Kinetochore fungerer

Kinetokoren er en veldig viktig delkompleks assosiert med sentromeren fordi, som vi har kommentert, avhenger den korrekte segregeringen eller separasjonen av søsterkromatider under celledeling..

Segregeringen av disse kromatidene er viktig for å opprettholde cellelivet, siden hver dattercelle må motta den samme mengden genetisk materiale under delingen av cellen som gir opphav til den, for å opprettholde cellelinjen og / eller organismen i spørsmålet.

I tillegg til denne funksjonen foreslår mange forfattere at kinetochore fungerer som et organiseringssenter for mikrorørene som er rettet mot kromosomene..

Kontrollpunkt for celledeling

Celledeling, enten det er ved mitose eller meiose, er en delikat prosess som krever stor forsiktighet og strenghet, noe som fremgår av eksistensen av det som er kjent som "kontrollpunkter".

Et av disse sjekkpunktene innebærer at cellen "sørger for" at de mitotiske spindelfibrene er riktig festet til kromosomene gjennom kinetokorene. Fibrene fra de motsatte polene i delingscellen skal festes til hver av søsterkromatidene, for å skille dem riktig.

Kinetochore under mitose

Når kromosomene er duplisert riktig, fungerer kinetokorene og fibrene i den mitotiske spindelen i rekkefølgen av kromosomene og kopiene deres i den sentrale regionen av cellen (også kjent som metafaseplaten)..

I løpet av anafase, Når spindelfibrene "trekker" hver kopi av kromosomene mot motsatte poler i cellen, demonteres noen av de kinetokoriske proteinene som holder søsterkromatidene sammen, slik at de kan skilles.

Kinetochore under meiose

Meiose er en prosess med celledeling veldig lik og samtidig veldig forskjellig fra mitose, siden cellen deler seg "to ganger".

I løpet av den første meiotiske delingen fester kinetokorene seg til spindelfibrene som kommer fra hver pol, og skiller de homologe kromosomene og ikke søsterkromatidene..

Senere, under andre divisjon, blir kinetokorene igjen koblet til fibrene i spindelen som oppstår fra hver pol, og skiller søsterkromatidene for deres fordeling blant dattercellene..

Suksessen med produksjonen av "sunne" kjønnsceller avhenger i stor grad av den korrekte funksjonen til kinetokorene på hvert kromosom, siden feil feiring av et hvilket som helst kromosom kan forårsake viktige patologiske tilstander hos mennesker, for eksempel trisomi 21 eller Down syndrom, for eksempel.

Referanser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekylærbiologi av cellen. Garland Science. New York, 1227-1242.
2. Brenner, S., Pepper, D., Berns, M. W., Tan, E., & Brinkley, B. R. (1981). Kinetochore struktur, duplisering og distribusjon i pattedyrceller: analyse av humane autoantistoffer fra sklerodermipasienter. The Journal of Cell Biology, 91 (1), 95-102.
3. Chan, G. K., Liu, S. T., og Yen, T. J. (2005). Kinetochore struktur og funksjon. Trender innen cellebiologi, 15 (11), 589-598.
4. Cheeseman, I. M. (2014). Kinetochore. Cold Spring Harbor perspektiver i biologi, 6 (7), a015826.
5. Tooley, J., & Stukenberg, P. T. (2011). Ndc80-komplekset: integrering av kinetochores mange bevegelser. Kromosomforskning: et internasjonalt tidsskrift om de molekylære, supramolekylære og evolusjonære aspektene av kromosombiologi, 19 (3), 377-391.
6. Yamagishi, Y., Sakuno, T., Goto, Y., & Watanabe, Y. (2014). Kinetochore-sammensetning og dens funksjon: leksjoner fra gjær. FEMS mikrobiologiske anmeldelser, 38 (2), 185-200.