Cinetochoir ce este, antrenament, funcții

kinetochore Este un complex proteic asociat cu centromerii cromozomilor din eucariotele superioare. Reprezintă punctul principal de atașare pentru microtubulii fusului în timpul diviziunii celulare, fie prin mitoză, fie prin meioză.

Cromozomii eucariote au o regiune specială cunoscută sub numele de centromer, care este de fapt un segment foarte compact de ADN (sub formă de cromatină), a cărui funcție principală este de a asigura distribuția corectă a cromozomilor duplicați în timpul diviziunii celulare..

În timpul mitozei, de exemplu, materialul genetic (ADN) al unei celule este duplicat în timpul interfață, rezultând în formarea a două copii ale fiecărui cromozom, care se condensează în timpul metafaza și sunt vizualizate ca două cromatide surori, unite între ele prin centromer.

Separarea acestor cromatide către fiecare pol al celulei atunci când începe diviziunea are loc datorită adeziunii microtubulilor fusului mitotic la regiunea centromerică, în mod specific la complexul proteic asociat acestuia, cunoscut sub numele de kinetochore..

Fiecare cromozom este asociat cu doi kinetocori, la care sunt atașați microtubuli ai fusului mitotic cunoscut sub numele de microtubuli kinetocorici. Această uniune are loc datorită legăturii dintre microtubulii menționați și fibrele proteice care ies din kinetocor.

Indice articol

• 1 Formarea kinetocorei
  • 1.1 Ultrastructura kinetocorei
  • 1.2 Asamblarea sau formarea kinetocorei
• 2 Funcțiile kinetocorei
  • 2.1 Punct de control pentru diviziunea celulară
  • 2.2 Kinetocorul în timpul mitozei
  • 2.3 Kinetocorul în timpul meiozei
• 3 Referințe

Formarea kinetochore

Kinetochorii se formează în regiunea centromerică a cromozomilor după duplicarea lor, care are loc în etapele anterioare diviziunii celulare.

Această formațiune depinde de asocierea kinetocorului cu porțiuni speciale de ADN din regiunea centromerului, care servesc drept schelă pentru formarea primului..

În aceste regiuni, nucleozomii care compactează ADN-ul centromeric sub formă de cromatină se formează cu o variantă specială a histonei H3.

Ultrastructura kinetocorei

Există unele diferențe în structura kinetocorului între celulele vegetale și animale și este cel mai extensiv studiat kinetocorul celulelor animalelor de mamifere..

În termeni generali, se spune că complexul proteic kinetocoric are o structură „laminară”, cu o regiune internă și una externă, prima specializată în unirea proteinelor cu ADN-ul cromozomial și a doua în unirea fibrelor fusului..

Unii specialiști în domeniu evidențiază prezența unei a treia „foi” sau „strat”, care reprezintă interfața dintre regiunile interne și externe..

Regiunea interioară a kinetocorului este formată dintr-o rețea constitutivă de proteine ​​asociate centromerului, cunoscută sub numele de CCAN (din limba engleză Rețea constitutivă asociată cu centromeri), dintre care multe sunt asociate direct cu proteinele histonice ale nucleozomilor centromerici.

Regiunea exterioară a kinetocorei, pe de altă parte, este alcătuită din două complexe proteice principale cunoscute sub numele de complexul Ndc80 și complexul Mis12, fiecare alcătuit din mai multe subunități proteice..

Dintre ambele, Ndc80 este esențial pentru formarea situsurilor de legare a microtubulilor și Mis12 este „legătura” dintre componentele regiunilor interioare și exterioare ale kinetocorului..

Asamblarea sau formarea kinetocorei

Formarea kinetocorilor în cromozomii eucariote depinde de mai mult de 50 de proteine ​​(unii autori propun mai mult de 100) și tocmai în acest proces, regiunile interne și externe ale acestor structuri devin evidente și se formează..

Principalul punct de referință pentru formarea kinetocorului pe centromeri cromozomiali este varianta histonei H3 cunoscută sub numele de Cse4 / Cnp1 / CENP-A, deoarece este necesară pentru localizarea aproape tuturor proteinelor kinetocorei..

Putem spune că procesul de asamblare a acestui complex necesită recunoașterea specifică a mai multor participanți, fiecare cu funcții specifice și probabil într-o succesiune sau ordine ierarhică:

- Unele proteine ​​funcționează în recunoașterea părților implicate, adică a nucleozomilor centromerici și a microtubulilor fusului..

- Unele proteine ​​funcționează în stabilizarea complexelor proteice din jurul centromerului.

- Alții participă la stabilizarea joncțiunilor dintre microtubuli și kinetocor..

- Există proteine ​​care împiedică separarea cromatidelor până când cinetocorii sunt atașați perfect de fusul mitotic din fiecare pol celular..

- Există, de asemenea, proteine ​​care cuplează mișcarea cromozomilor cu depolimerizarea microtubulilor fusului..

- Aceste complexe includ, de asemenea, proteine ​​motorii, cum ar fi perechea de dininină / dinactină, care, printre altele, funcționează în recrutarea proteinelor reglatoare către kinetocor și în mișcarea cromatidelor..

- În cele din urmă, există proteine ​​care reglează funcția celorlalte proteine ​​din complex, inhibând sau promovând activitatea acestora..

Funcțiile kinetochore

Kinetocorul este o parte foarte importantă a complexului asociată cu centromerul, deoarece, așa cum am comentat, depinde corect de separarea sau separarea cromatidelor surori în timpul diviziunii celulare..

Segregarea acestor cromatide este esențială pentru menținerea vieții celulare, deoarece fiecare celulă fiică trebuie să primească aceeași cantitate de material genetic în timpul diviziunii celulei care o dă naștere, pentru a perpetua linia celulară și / sau organismul în cauză.

În plus față de această funcție, mulți autori sugerează că kinetocorul funcționează ca un centru de organizare pentru microtubulii care sunt direcționați către cromozomi..

Punct de control pentru diviziunea celulară

Diviziunea celulară, fie prin mitoză, fie prin meioză, este un proces delicat care necesită o mare grijă și rigurozitate, fapt dovedit de existența a ceea ce sunt cunoscute sub numele de „puncte de control”.

Unul dintre aceste puncte de control implică celula „asigurându-se” că fibrele fusului mitotic sunt atașate corect de cromozomi prin kinetocori. Fibrele de la polii opuși ai celulei de divizare ar trebui să fie atașate la fiecare dintre cromatidele surori, pentru a le separa corect.

Kinetochore în timpul mitozei

Când cromozomii au fost corect duplicați, cinetocorii și fibrele fusului mitotic funcționează în ordonarea cromozomilor și a copiilor acestora în regiunea centrală a celulei (cunoscută și sub numele de placa metafazică)..

In timpul anafaza, Când fibrele fusului „trag” fiecare copie a cromozomilor către polii opuși ai celulei, atunci unele dintre proteinele kinetocorice care țin împreună cromatidele surori sunt dezasamblate, permițând separarea lor.

Kinetochore în timpul meiozei

Meioza este un proces de diviziune celulară foarte asemănător și în același timp foarte diferit de mitoză, deoarece celula se împarte „de două ori”.

În timpul primei diviziuni meiotice, cinetocorii se atașează la fibrele fusului care provin de la fiecare pol, separând cromozomii omologi și nu cromatidele surori..

Mai târziu, în timpul celei de-a doua diviziuni, cinetocorii sunt din nou conectați la fibrele fusului care apar din fiecare pol, separând cromatidele surori pentru distribuția lor între celulele fiice..

Succesul producției de celule sexuale „sănătoase” depinde, în mare măsură, de funcționarea corectă a kinetocorilor pe fiecare cromozom, deoarece segregarea eronată a oricărui cromozom poate provoca condiții patologice importante la om, cum ar fi trisomia 21 sau Down sindrom, de exemplu.

Referințe

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2015). Biologia moleculară a celulei. Știința ghirlandei. New York, 1227-1242.
2. Brenner, S., Pepper, D., Berns, M. W., Tan, E. și Brinkley, B. R. (1981). Structura, duplicarea și distribuția kinetocorei în celulele de mamifere: analiza de către autoanticorpi umani de la pacienții cu sclerodermie. Jurnalul de biologie celulară, 91 (1), 95-102.
3. Chan, G. K., Liu, S. T. și Yen, T. J. (2005). Structura și funcția kinetochore. Tendințe în biologia celulară, 15 (11), 589-598.
4. Cheeseman, I. M. (2014). Kinetochore. Perspectivele Cold Spring Harbor în biologie, 6 (7), a015826.
5. Tooley, J. și Stukenberg, P. T. (2011). Complexul Ndc80: integrarea numeroaselor mișcări ale cinetocorei. Cercetarea cromozomilor: un jurnal internațional privind aspectele moleculare, supramoleculare și evolutive ale biologiei cromozomilor, 19 (3), 377-391.
6. Yamagishi, Y., Sakuno, T., Goto, Y. și Watanabe, Y. (2014). Compoziția kinetochore și funcția sa: lecții din drojdii. Recenzii de microbiologie FEMS, 38 (2), 185-200.