Kinetochore: hvad det er, egenskaber og funktioner i denne del af kromosomet

DNA er livets bibliotek. I sekvensen af ​​nukleotider, der udgør denne velkendte dobbelthelix, er svarene på alle biologiske processer, da denne syre nucleic indeholder de genetiske instruktioner, der bruges i udviklingen og funktionen af ​​alle levende organismer (vi udelukker bevidst virus).

I eukaryote celler pakkes DNA ind i en kernemembran, men dette forhindrer ikke det i at være i kontakt med resten af ​​det cellulære apparat. Gennem transskriptionsprocesser og translation (medieret af RNA, enzymer og ribosomer) er al den kodende information til stede i genomet kan det oversættes til proteinsyntese og muliggør derfor enhver metabolisk proces på celle- og vævsniveau.

Ud over denne fascinerende mekanisme er DNA grundlaget for selve evolutionen. Takket være denne dobbelte helixformede biopolymer arver levende væsener information fra vores fædre og mødre, og desuden muterer vi som arter og gennemgår variationer gennem tiderne. århundreder. DNA er grupperet i vores celler i form af kromosomer, og i dag fortæller vi alt om en væsentlig del af dem: cinetochore.

• Relateret artikel: "Kromosomer: hvad er de, egenskaber og hvordan de fungerer"

Hvad er kromosomer, og hvordan er de organiseret?

Vi begynder med at etablere en række grundlæggende udtryk, fordi det først og fremmest er nødvendigt at kende menneskers genetiske egenskaber. Både dig og jeg (og gemme undtagelser), vi har i hver eneste af vores celler 23 par kromosomer (2n, diploidy), det vil sige i alt 46. Cellerne, der danner væv, kaldes somatiske, og alle deler sig ved mitose: På grund af denne mekanisme vil hver celle, der stammer fra en anden, have den samme mængde genetisk information, det vil sige 46 kromosomer eller 23 par.

På den anden side deler vores kønsceller sig ved meiose, en proces, hvorved der dannes haploide kønsceller (n), som er æg og sædceller, med 23 kromosomer. Når en zygote således skabes ved fusionen af ​​disse kønsceller, genvindes tilstanden af ​​diploidy (23 + 23: 46), og fosteret giver anledning til et funktionelt menneske efter udvikling. Baseret på denne forudsætning vil du forstå, at halvdelen af ​​din genetiske information kommer fra din far, mens den anden halvdel kommer fra din mors genom.

Haploid sæd (n: 23) + haploid æg (n: 23) = diploid zygote (2n: 46)

Ud over arvemønstre er det vigtigt at vide, at DNA er grupperet i kernen i vores celler i et stof kaldet kromatin, som igen danner et kromosom. Hvis du forestiller dig et X-formet kromosom og klipper det i halvdelen på den lodrette akse, er hver af de 2 enheder, du får, kendt som kromatider. Baseret på denne forudsætning vi observerer de følgende afsnit i et normalt kromosom:

• Film og matrix: hvert kromosom afgrænses af en membran, som igen omslutter et gelatinøst stof inde.
• Kromoner: den trådformede struktur, der udgør hver af de 2 kromatider, det vil sige de halvdele, der udgør det X-formede kromosom. De består af DNA og proteiner.
• Kromerer: række af granuler, der ledsager kromonemer langs deres længde.
• Centromer: det er det smalle afsnit, der adskiller kromosomens arme. For os at forstå hinanden handler det om centrum af X.
• Sekundære indsnævringer: områder af kromosomet placeret ved enderne af armene.
• Telomerer: kromosomens spidser. De replikerer ikke i deres helhed under celledeling, så med hver ny celle bliver de lidt kortere. De er ansvarlige for aldring og cellulær aldring.

Et kromosom indeholder hundreder af tusinder af gener, så klart det skal gennemgå en række ændringer til tid til at replikere en celle ved mitose, dvs. der dannes 2 cellelegemer, hvor der tidligere var en. Her spiller centromeren en væsentlig rolle, som ikke kunne handle uden kinetokorens handling..

• Du kan være interesseret i: "Telomerer: hvad er de, karakteristika og hvordan er de knyttet til alder"

Hvad er en kinetochore?

Kinetochore er en trilaminar skiveformet struktur, der ligger i centromeren af ​​hvert kromosom. Mikrotubuli i den mitotiske spindel er forankret i denne enestående struktur under processerne med celledeling, hvilket vi kort vil forklare i senere linjer.

Kinetochore måler mellem 350 og 500 nanometer i diameter, og takket være dens funktionalitet er de forskellige bevægelser af kromosomerne, der er så slående under mitosen, orkestreret.. I dyrekromosomer differentieres 2 væsentlige dele: det indre og det ydre.

Den indre kinetochore er organiseret på stærkt gentagne DNA-sekvenser og samles på en specialiseret form af kromatin. Den indvendige del er osmofil og er i direkte kontakt med kromosomet, omkring 40 nanometer tykt.

På den anden side er den eksterne kinetochore en proteinstruktur med mange dynamiske komponenter, der kun fungerer under celledeling.

Kinetokorens rolle i celledeling

For at forstå, hvad formålet med kinetochore er baseret på, skal vi kort gennemgå processen med celledeling. Vi vil fokusere på mitose, da det er meget lettere at forklare, og det tjener os perfekt til at eksemplificere arbejdet i denne struktur. Vi fortæller dig de opsummerede faser:

• Interface: den fase, hvor cellen tilbringer det meste af sit liv. Under det sker replikering af genetisk information som forberedelse til mitose.
• Profase: kromosomerne kondenserer, kernemembranen går i stykker, og fibrene i den mitotiske spindel dannes.
• Metafase - De replikerede kromosomer stiller sig op i midten af ​​cellen.
• Anafase: kromosomerne adskilles, og cellen forlænges med markante poler.
• De nukleare membraner dannes igen ved de 2 poler, og den nye cellemembran dannes for at skabe to uafhængige celler.

Gennem denne proces, hvor der før var en celle, er der nu 2. Som du kan forestille dig Kinetochore-funktionalitet skinner i metafase og anafase.

Denne struktur er forbundet med mikrotubuli, som er ustabile formationer af alfa- og beta-tubulin, der giver anledning til det, der er kendt som den mitotiske spindel. I metafase er alle kromosomer justeret i midten af ​​cellen, og under anafase bæres hver af kromatiderne væk takket være mikrotubuliens virkning. Kinetochores er forbindelsespunkterne, hvor disse tubulinformationer er forankret, så uden dem ville det være umuligt at udføre celledeling.

Derudover skal det bemærkes, at antallet af mikrotubuli, der binder til hver kinetochore, er meget variabelt afhængigt af den art, der høres. For eksempel er der i gæren Saccharomyces cerevisiae en enkelt mikrotubule forbundet med hver kinetochore, medens dette antal hos pattedyr let stiger fra 15 til 35. Imidlertid ender ikke alle mikrotubuli i den mitotiske spindel med at nå kinetochores.

Kinetochores og mitosekontrolpunktet

Mitosekontrolpunktet er en fascinerende mekanisme, der sikrer, at kromosominddelingen er korrekt under processen. De mekanismer, der er involveret her, verificerer, at den næste fase af cellecyklussen kan passeres under deling siden et forkert allokeret antal kromosomer i datterkopierne kan forårsage celledød (i de bedste tilfælde) eller en række dysfunktioner og ændringersåsom Downs syndrom og visse typer kræft.

Kinetochores fungerer som en slags mitotisk kontrolpunkt, da udgangen til næste fase, hvis de opdager en fejl, er forsinket, indtil den er løst. Selvfølgelig er det ikke en bevidst mekanisme fra celleens side, men det afspejler det niveau af forfining, som vores krop har tilegnet sig, så alt går godt.

• Du kan være interesseret i: "Forskelle mellem mitose og meiose"

Genoptag

Når vi udforsker kinetochores, har vi lagt grundlaget for menneskelig arv, kromosomstruktur og mitotiske delingsfaser - ikke mere, ikke mindre. Med al den viden, der er erhvervet her, er det let at komme til en indlysende konklusion, men en, der har krævet hundreder af års forskning: menneskekroppen er et ægte kunstværk set fra et synspunkt evolutionær.

Hver lille sektion af hver del af vores krop har en vigtig og uerstattelig funktion. Uden at gå videre uden kinetochores kunne mikrotubuli ikke forankres, og det ville derfor være umuligt at udføre mitose. I det menneskelige organsystem tæller hver struktur.

Bibliografiske referencer:

• Cinetochoir, Navarra University Clinic (CUN). Afhentet den 5. marts i https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• Flamini, M. A., González, N. V., Barbeito, C. G., Badrán, A. F., & Moreno, F. R. (1996). Undersøgelse af en faktor af tumoroprindelse, der stimulerer hepatocytisk mitose. Veterinær Analecta, 16.
• Gener og kromosomer, MSDmanualer. Afhentet den 5. marts i https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, med% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen.
• Mendoza, M. JEG. N., Arques, C. P., Nicolás, F. E. og Mula, V. G. (2020). Mosaiske centromerer: en ny organisation af centromert kromatin i svampe, der har mistet CENP-A. [e-mail beskyttet] forum, (69), 4.
• Valdivia, M. J. M. (1993). Kinetochore. Forskning og videnskab, (204), 76-82.
• Williams, S. J. (2016). Crosstalk mellem kinetochore samling og samhørighed i centromerer.