Cinetochoir vad är det, träning, funktioner

De kinetochore Det är ett proteinkomplex associerat med centromererna av kromosomer i högre eukaryoter. Det representerar huvudfästpunkten för mikrotubuli i spindeln under celldelning, antingen genom mitos eller meios.

Eukaryota kromosomer har en speciell region som kallas centromeren, som faktiskt är ett mycket kompakt segment av DNA (i form av kromatin), vars huvudsakliga funktion är att säkerställa korrekt distribution av duplicerade kromosomer under celldelning..

Under mitos dupliceras till exempel det genetiska materialet (DNA) i en cell under gränssnitt, vilket resulterar i bildandet av två kopior av varje kromosom, som kondenseras under metafas och visualiseras som två systerkromatider, sammanfogade genom centromeren.

Separationen av dessa kromatider mot varje pol i cellen när delningen börjar sker tack vare vidhäftningen av mikrotubuli i den mitotiska spindeln till den centromera regionen, specifikt till det proteinkomplex som är associerat med den, känd som kinetochore..

Varje kromosom är associerad med två kinetokorer, till vilka är fästa mikrotubuli i den mitotiska spindeln, känd som kinetokoriska mikrotubuli. Denna sammanslutning inträffar tack vare sambandet mellan nämnda mikrotubuli och proteinfibrer som dyker upp från kinetokoren.

Artikelindex

• 1 Bildande av kinetokoren
  • 1.1 Ultrastruktur av kinetokoren
  • 1.2 Montering eller bildning av kinetokoren
• 2 Funktioner i kinetokoren
  • 2.1 Kontrollpunkt för celldelning
  • 2.2 Kinetochore under mitos
  • 2.3 Kinetochore under meios
• 3 Referenser

Kinetochore-bildning

Kinetochores bildas i den centromera regionen av kromosomer efter deras duplicering, vilket äger rum i stegen före celldelning.

Denna bildning beror på sambandet mellan kinetokoren och speciella delar av DNA i centromerregionen, som fungerar som en byggnadsställning för bildandet av den förra..

I dessa regioner bildas nukleosomer som kompakterar centromeriskt DNA i form av kromatin med en speciell variant av histon H3.

Ultrastruktur av kinetokoren

Det finns vissa skillnader i kinetokorns struktur mellan växt- och djurceller, och det är kinetokoren för cellerna hos däggdjursdjur som har studerats mest omfattande..

I allmänna termer sägs det att kinetochore-proteinkomplexet har en "laminär" struktur, med en inre region och en extern, den första specialiserad i förening av proteiner till kromosomalt DNA och den andra i förening av spindelfibrerna..

Vissa specialister inom området markerar förekomsten av ett tredje "ark" eller "lager", som representerar gränssnittet mellan de interna och externa regionerna..

Den inre regionen av kinetokoren bildas av ett konstitutivt nätverk av proteiner associerat med centromeren, känd som CCAN (från engelska Constitutive Centromere-Associated Network), varav många är direkt associerade med histonproteinerna i de centromera nukleosomerna.

Den yttre regionen av kinetokoren, å andra sidan, består av två huvudproteinkomplex kända som Ndc80-komplexet och Mis12-komplexet, var och en består av flera proteinunderenheter..

Av båda är Ndc80 väsentlig för bildandet av mikrotubuli-bindningsställen och Mis12 är "bindningen" mellan komponenterna i den inre och yttre regionen av kinetokoren..

Montering eller bildning av kinetokoren

Bildandet av kinetokorer i eukaryota kromosomer beror på mer än 50 proteiner (vissa författare föreslår att mer än 100), och det är under denna process som de inre och yttre regionerna i dessa strukturer blir uppenbara och bildas..

Den viktigaste referenspunkten för bildandet av kinetokoren på de kromosomala centromererna är varianten av histon H3 känd som Cse4 / Cnp1 / CENP-A, eftersom det är nödvändigt för lokalisering av nästan alla proteiner i kinetokoren..

Vi kan säga att monteringsprocessen för detta komplex kräver specifikt igenkänning av flera deltagare, var och en med specifika funktioner och förmodligen i en sekvens eller hierarkisk ordning:

- Vissa proteiner fungerar i igenkänningen av de inblandade delarna, det vill säga de centromera nukleosomerna och mikrotubuli i spindeln..

- Vissa proteiner fungerar för att stabilisera proteinkomplexen runt centromeren.

- Andra deltar i att stabilisera korsningarna mellan mikrotubuli och kinetokoren..

- Det finns proteiner som förhindrar separationen av kromatiderna tills kinetokorerna är perfekt fästa vid den mitotiska spindeln från varje cellpol..

- Det finns också proteiner som kopplar kromosomernas rörelse med depolymerisationen av mikrotubuli i spindeln..

- Dessa komplex inkluderar också motorproteiner såsom dynein / dynactin-paret som bland annat fungerar vid rekrytering av regulatoriska proteiner till kinetokoren och i rörelsen av kromatider..

- Slutligen finns det proteiner som reglerar funktionen hos de andra proteinerna i komplexet, vilket hämmar eller främjar deras aktivitet..

Kinetochore-funktioner

Kinetochore är en mycket viktig delkomplex associerad med centromeren, eftersom, som vi har kommenterat, beror rätt segregering eller separation av systerkromatider under celldelning på den..

Segregeringen av dessa kromatider är väsentlig för att upprätthålla cellliv, eftersom varje dottercell måste ta emot samma mängd genetiskt material under uppdelningen av cellen som ger upphov till den, för att bibehålla cellinjen och / eller organismen i fråga.

Förutom denna funktion föreslår många författare att kinetochore fungerar som ett organiserande centrum för mikrotubuli som är riktade mot kromosomerna..

Kontrollpunkt för celldelning

Celldelning, oavsett om det är mitos eller meios, är en känslig process som kräver stor omsorg och noggrannhet, vilket bevisas av förekomsten av så kallade "kontrollpunkter".

En av dessa kontrollpunkter innebär att cellen "ser till" att de mitotiska spindelfibrerna är korrekt fästa vid kromosomerna genom kinetokorerna. Fibrerna från de motsatta polerna i delningscellen ska fästas på var och en av systerkromatiderna för att separera dem korrekt.

Kinetochore under mitos

När kromosomerna har duplicerats korrekt fungerar kinetokorerna och fibrerna i den mitotiska spindeln i ordningen av kromosomerna och deras kopior i cellens centrala område (även känd som metafasplattan)..

Under anafas, När spindelfibrerna "drar" varje kopia av kromosomerna mot motsatta poler i cellen, demonteras några av de kinetokoriska proteinerna som håller systerkromatiderna ihop så att de separeras.

Kinetochore under meios

Meios är en process med celldelning som är mycket lik och samtidigt mycket annorlunda än mitos, eftersom cellen delar sig "två gånger".

Under den första meiotiska uppdelningen fäster kinetokorerna på spindelfibrerna som kommer från varje pol och separerar de homologa kromosomerna och inte systerkromatiderna..

Senare, under den andra uppdelningen, är kinetokorerna åter anslutna till fibrerna i spindeln som uppstår från varje pol och separerar systerkromatiderna för deras fördelning mellan dottercellerna..

Framgången med produktionen av "friska" könsceller beror i stor utsträckning på den korrekta funktionen av kinetokorerna på varje kromosom, eftersom felaktig segregering av vilken kromosom som helst kan orsaka viktiga patologiska tillstånd hos människor, såsom trisomi 21 eller Down syndrom, till exempel.

Referenser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekylär biologi av cellen. Garland Science. New York, 1227-1242.
2. Brenner, S., Pepper, D., Berns, M. W., Tan, E., & Brinkley, B. R. (1981). Kinetochore-struktur, duplicering och distribution i däggdjursceller: analys av humana autoantikroppar från sklerodermipatienter. The Journal of Cell Biology, 91 (1), 95-102.
3. Chan, G. K., Liu, S. T. och Yen, T. J. (2005). Kinetochore struktur och funktion. Trender inom cellbiologi, 15 (11), 589-598.
4. Cheeseman, I. M. (2014). Kinetochore. Cold Spring Harbour perspektiv i biologi, 6 (7), a015826.
5. Tooley, J., & Stukenberg, P. T. (2011). Ndc80-komplexet: integrering av kinetochores många rörelser. Kromosomforskning: en internationell tidskrift om de molekylära, supramolekylära och evolutionära aspekterna av kromosombiologi, 19 (3), 377-391.
6. Yamagishi, Y., Sakuno, T., Goto, Y., & Watanabe, Y. (2014). Kinetochore-sammansättning och dess funktion: lärdomar från jäst. FEMS mikrobiologiska recensioner, 38 (2), 185-200.