Kinetochoru jest struktura białka w zakresie przeprowadzki chromosomów - włókienek, które zawierają materiał genetyczny - w komórce, który ma podzielić przez jeden z dwóch procesów komórkowego (mitozy lub mejozy).
Kinetochory powstają w wyniku połączenia różnych białek w obszarze zwanym centromerem, który znajduje się w centrum zduplikowanego chromosomu. Centromer jest głównym punktem połączenia między mikrotubulami wrzeciona a chromosomami w taki sposób, że można je równo rozdzielić między powstałe komórki.
Niektóre organizmy mają tylko ten centralny region, w którym znajduje się centromer. Organizmy te nazywane są „monocentrycznymi” i obejmują kręgowce, dużą część roślin i grzyby.
Wręcz przeciwnie, istnieją organizmy takie jak nicienie (robaki płaskie) i rośliny, które gromadzą kinetochory w rozproszonym centromerze wzdłuż chromosomu. Organizmy te nazywane są „holocentrycznymi”.
Struktura kinetochoru
Kinetochor składa się z obszaru wewnętrznego i obszaru zewnętrznego. Region wewnętrzny jest połączony z centromerem przez wysoce powtarzalne DNA zwane „centromerowym DNA”. Ten materiał łączy się w wyspecjalizowaną formę chromatyny.
Zewnętrzny obszar kinetochoru jest bogaty w białka, które służą do łączenia się z mikrotubulami tworzącymi włókna wrzeciona na każdym końcu biegunów komórki, która ma się podzielić. Te dynamiczne składniki działają tylko podczas mitozy.
Opisano trzeci obszar zwany koroną włóknistą, który znajduje się pomiędzy częścią wewnętrzną a zewnętrzną. Korona włóknista powstaje z sieci trwałych i tymczasowych białek, a jej funkcją jest pomoc w regulacji przylegania mikrotubul do płytki zewnętrznej.
Każdy region działa w szczególny sposób, pomagając w oddzielaniu chromatyd siostrzanych. Ich działania i relacje zachodzą tylko podczas podziału komórek i są niezbędne, ponieważ pomagają w oddzielaniu chromatyd. Każda chromatyda ma swój własny kinetochor.
Funkcje Kinetochora
Kinetochor pełni wiele ważnych funkcji dla dzielącej się komórki, w tym:
-Wiązanie końców mikrotubul z chromosomami
-Sprawdzenie tych połączeń przed podziałem komórki
-Aktywacja punktu kontrolnego, aby opóźnić postęp cyklu komórkowego (w przypadku wykrycia defektów)
-Wytwarzanie siły niezbędnej do mobilizacji chromosomów w kierunku biegunów.
Znaczenie w podziale komórek
Podczas cyklu komórkowego na określonych etapach przeprowadza się kontrole, aby upewnić się, że podział komórki przebiega prawidłowo i bez błędów.
Jedna z kontroli polega na upewnieniu się, że włókna wrzeciona są prawidłowo przymocowane do chromosomów w ich kinetochorach. Jeśli nie, komórka może otrzymać niewłaściwą liczbę chromosomów.
W przypadku wykrycia błędów proces cyklu komórkowego zatrzymuje się do czasu wprowadzenia poprawek. Jeśli tych błędów nie da się naprawić, komórka ulegnie autodestrukcji w procesie zwanym apoptozą.
Wreszcie kinetochor jest podstawową maszyną molekularną, która kieruje segregacją chromosomów podczas mitozy i mejozy. Zidentyfikowano około 100 białek o szerokim zakresie funkcji ważnych dla prawidłowego podziału komórek.
Bibliografia
- Albertson, DG, & Thomson, JN (1993). Segregacja holocentrycznych chromosomów w mejozie u nicieni Caenorhabditis elegans. Chromosome Research, 1 (1), 15–26.
- Chan, GK, Liu, ST i Yen, TJ (2005). Struktura i funkcja kinetochoru. Trends in Cell Biology, 15 (11), 589–598.
- Cheeseman, IM (2016). Kinetochore. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 6 (7), 1–19.
- Cleveland, DW, Mao, Y. i Sullivan, KF (2003). Centromery i kinetochory: od epigenetyki do sygnalizacji mitotycznych punktów kontrolnych. Celi, 112 (4), 407-421.
- Johnson, MK i Wise, DA (2009). The Kinetochore Moves Ahead: wkład technik molekularnych i genetycznych w nasze zrozumienie mitozy. BioScience, 59 (11), 933-943.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Maiato, H. (2004). Dynamiczny interfejs kinetochor-mikrotubula. Journal of Cell Science, 117 (23), 5461–5477.
- van Hooff, JJ, Tromer, E., van Wijk, LM, Snel, B. i Kops, GJ (2017). Dynamika ewolucyjna sieci kinetochorów u eukariontów ujawniona przez genomikę porównawczą. Raporty EMBO, 1–13.