Kinetochore: τι είναι, χαρακτηριστικά και λειτουργίες αυτού του τμήματος του χρωμοσώματος

Το DNA είναι η βιβλιοθήκη της ζωής. Στην ακολουθία των νουκλεοτιδίων που αποτελούν αυτή τη γνωστή διπλή έλικα είναι οι απαντήσεις σε όλες τις βιολογικές διεργασίες, δεδομένου ότι αυτό το οξύ Το πυρηνικό περιέχει τις γενετικές οδηγίες που χρησιμοποιούνται στην ανάπτυξη και λειτουργία όλων των ζωντανών οργανισμών (αποκλείουμε συνειδητά ιός).

Σε ευκαρυωτικά κύτταρα, το DNA τυλίγεται σε μια πυρηνική μεμβράνη, αλλά αυτό δεν το εμποδίζει να έρθει σε επαφή με την υπόλοιπη κυτταρική συσκευή. Μέσω των διαδικασιών μεταγραφής και μετάφρασης (με μεσολάβηση από RNA, ένζυμα και ριβοσώματα), όλες οι πληροφορίες κωδικοποίησης υπάρχουν στο γονιδίωμα μπορεί να μεταφραστεί σε πρωτεϊνική σύνθεση και, επομένως, επιτρέπει οποιαδήποτε μεταβολική διαδικασία σε επίπεδο κυττάρων και ιστών.

Εκτός από αυτόν τον συναρπαστικό μηχανισμό, το DNA είναι η βάση για την ίδια την εξέλιξη. Χάρη σε αυτό το βιοπολυμερές διπλής έλικας, τα ζωντανά όντα κληρονομούν πληροφορίες από οι πατέρες και οι μητέρες μας και, επιπλέον, μεταλλάξαμε ως είδος και υφίστανται παραλλαγές σε όλη τη διάρκεια αιώνες. Το DNA ομαδοποιείται στα κύτταρα μας με τη μορφή χρωμοσωμάτων και σήμερα θα σας πούμε όλα για ένα ουσιαστικό μέρος αυτών:

η κινετοχώρα.

• Σχετικό άρθρο: "Χρωμοσώματα: ποια είναι αυτά, χαρακτηριστικά και πώς λειτουργούν"

Τι είναι τα χρωμοσώματα και πώς είναι οργανωμένα;

Ξεκινάμε με την καθιέρωση μιας σειράς βασικών όρων, γιατί πρώτα απ 'όλα είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τα γενετικά χαρακτηριστικά των ανθρώπων. Τόσο εσείς όσο και εγώ (και εξαιρέσεις αποταμίευσης), έχουμε σε κάθε ένα από τα κύτταρα μας 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων (2n, διπλοειδής), δηλαδή συνολικά 46. Τα κύτταρα που σχηματίζουν ιστούς ονομάζονται σωματικά και όλα διαιρούνται με μιτώσεις: Λόγω αυτού του μηχανισμού, κάθε κύτταρο που προέρχεται από άλλο θα έχει την ίδια ποσότητα γενετικών πληροφοριών, δηλαδή 46 χρωμοσώματα ή 23 ζεύγη.

Από την άλλη πλευρά, τα σεξουαλικά μας κύτταρα διαιρούνται με meiosis, μια διαδικασία με την οποία σχηματίζονται απλοειδή γαμέτες (n), τα οποία είναι αυγά και σπέρμα, με 23 χρωμοσώματα. Έτσι, όταν δημιουργείται ζυγώτης από τη σύντηξη αυτών των σεξουαλικών κυττάρων, η κατάσταση διπλωματίας ανακτάται (23 + 23: 46) και το έμβρυο δημιουργεί έναν λειτουργικό άνθρωπο μετά την ανάπτυξη. Με βάση αυτήν την υπόθεση, θα καταλάβετε ότι οι μισές από τις γενετικές σας πληροφορίες προέρχονται από τον πατέρα σας, ενώ οι άλλες μισές προέρχονται από το γονιδίωμα της μητέρας σας.

Απλοειδές σπέρμα (n: 23) + απλοειδές ωάριο (n: 23) = διπλοειδές ζυγώτης (2n: 46)

Πέρα από τα πρότυπα κληρονομιάς, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι το DNA ομαδοποιείται στον πυρήνα των κυττάρων μας σε μια ουσία που ονομάζεται χρωματίνη, η οποία με τη σειρά της σχηματίζει ένα χρωμόσωμα. Εάν φαντάζεστε ένα χρωμόσωμα σχήματος Χ και το κόβετε στο μισό στον κατακόρυφο άξονα, κάθε μία από τις 2 μονάδες που λαμβάνετε είναι γνωστές ως χρωματοειδή. Με βάση αυτήν την υπόθεση, παρατηρούμε τις ακόλουθες ενότητες σε ένα κανονικό χρωμόσωμα:

• Φιλμ και μήτρα: κάθε χρωμόσωμα οριοθετείται από μια μεμβράνη, η οποία με τη σειρά της περικλείει μια ζελατινώδη ουσία μέσα.
• Χρωμονομήματα: η νηματώδης δομή που απαρτίζεται καθένα από τα 2 χρωματοειδή, δηλαδή τα μισά που σχηματίζουν το χρωμόσωμα σχήματος Χ. Αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες.
• Χρωμομερή: διαδοχή κόκκων που συνοδεύουν τα χρωμομερή κατά μήκος τους.
• Centromere: είναι το στενό τμήμα που διαχωρίζει τους βραχίονες του χρωμοσώματος. Για να καταλάβουμε ο ένας τον άλλον, αυτό είναι το κέντρο του X.
• Δευτερεύοντες περιορισμοί: περιοχές του χρωμοσώματος που βρίσκονται στα άκρα των βραχιόνων.
• Τελομερή: οι άκρες των χρωμοσωμάτων. Δεν αναπαράγονται στο σύνολό τους κατά τη διαίρεση των κυττάρων, έτσι με κάθε νέο κελί γίνεται λίγο πιο σύντομο. Είναι υπεύθυνοι για τη γήρανση και την κυτταρική γήρανση.

Ένα χρωμόσωμα περιέχει εκατοντάδες χιλιάδες γονίδια, οπότε σαφώς πρέπει να υποβληθεί σε μια σειρά αλλαγών στο χρόνος για αναπαραγωγή ενός κυττάρου με μίτωση, δηλαδή σχηματίζονται 2 κυτταρικά σώματα όπου υπήρχαν προηγουμένως ένας. Εδώ η κεντρομερή παίζει έναν ουσιαστικό ρόλο, ο οποίος δεν θα μπορούσε να δράσει χωρίς τη δράση της κινετοχώρας..

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Τελομερή: ποια είναι αυτά, χαρακτηριστικά και πώς συνδέονται με την ηλικία"

Τι είναι το kinetochore;

Το kinetochore είναι μια τριμερή δομή σε σχήμα δίσκου, που βρίσκεται στο κέντρο του κάθε χρωμοσώματος. Οι μικροσωληνίσκοι του μιτωτικού άξονα είναι αγκυροβολημένοι σε αυτήν την μοναδική δομή κατά τη διάρκεια των διαδικασιών κυτταρικής διαίρεσης, τις οποίες θα εξηγήσουμε εν συντομία σε μεταγενέστερες γραμμές.

Το kinetochore έχει διάμετρο μεταξύ 350 και 500 νανομέτρων και, χάρη στη λειτουργικότητά του, ενορχηστρώνονται οι διάφορες κινήσεις των χρωμοσωμάτων που είναι τόσο εντυπωσιακές κατά τη διάρκεια της μίτωσης.. Στα ζωικά χρωμοσώματα διαφοροποιούνται 2 βασικά μέρη: το εσωτερικό και το εξωτερικό.

Το εσωτερικό kinetochore είναι οργανωμένο σε επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA και συγκεντρώνεται σε μια εξειδικευμένη μορφή χρωματίνης. Το εσωτερικό μέρος είναι οσμόφιλο και βρίσκεται σε άμεση επαφή με το χρωμόσωμα, πάχους περίπου 40 νανομέτρων.

Από την άλλη πλευρά, η εξωτερική κινετοχώρα είναι μια δομή πρωτεΐνης με πολλά δυναμικά συστατικά που λειτουργούν μόνο κατά την κυτταρική διαίρεση.

Ο ρόλος της κινετοχώρα στην κυτταρική διαίρεση

Για να καταλάβουμε τι βασίζεται ο σκοπός του kinetochore, πρέπει να εξετάσουμε εν συντομία τη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης. Θα επικεντρωθούμε στη μίτωση, καθώς είναι πολύ πιο εύκολο να το εξηγήσουμε και μας εξυπηρετεί τέλεια για να δείξουμε το έργο αυτής της δομής. Σας λέμε τις συνοπτικές φάσεις του:

• Διεπαφή: η φάση στην οποία το κύτταρο περνά το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του. Κατά τη διάρκεια αυτού, ο πολλαπλασιασμός των γενετικών πληροφοριών εμφανίζεται για την προετοιμασία της μίτωσης.
• Προφάση: σχηματίζονται συμπυκνωμένα χρωμοσώματα, διασπάται η πυρηνική μεμβράνη και σχηματίζονται οι ίνες του μιτωτικού άξονα.
• Μεταφάση - Τα αντιγραφόμενα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στο κέντρο του κυττάρου.
• Ανάφαση: τα χρωμοσώματα χωρίζονται και το κύτταρο επιμηκύνεται, με διακριτικούς πόλους.
• Οι πυρηνικές μεμβράνες μεταρρυθμίζονται στους 2 πόλους και η νέα κυτταρική μεμβράνη σχηματίζεται για να δημιουργήσει δύο ανεξάρτητα κύτταρα.

Μέσω αυτής της διαδικασίας, όπου πριν υπήρχε ένα κελί, τώρα υπάρχουν 2. Οπως μπορεις να φανταστεις Η λειτουργικότητα της Kinetochore λάμπει σε μεταφάση και αναφάση.

Αυτή η δομή ενώνεται με μικροσωληνίσκοι, οι οποίοι είναι ασταθείς σχηματισμοί άλφα και βήτα τουμπουλίνης που δημιουργούν αυτό που είναι γνωστό ως μιτωτικό άξονα. Στη μεταφάση, όλα τα χρωμοσώματα ευθυγραμμίζονται στο κέντρο του κυττάρου και, κατά τη διάρκεια της αναφάσης, κάθε ένα από τα χρωματοειδή παρασύρεται χάρη στη δράση των μικροσωληνίσκων. Τα Kinetochores είναι τα σημεία σύνδεσης όπου αυτοί οι σχηματισμοί τουμπουλίνης είναι αγκυροβολημένοι, οπότε χωρίς αυτά, θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί η κυτταρική διαίρεση.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι Ο αριθμός των μικροσωληνίσκων που δεσμεύονται σε κάθε κινητική ουσία ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με το είδος που ζητήθηκε. Για παράδειγμα, στη ζύμη Saccharomyces cerevisiae ένας μοναδικός μικροσωληνίσκος συνδέεται με κάθε κινοχώρα, ενώ στα θηλαστικά αυτός ο αριθμός αυξάνεται εύκολα από 15 σε 35. Ωστόσο, δεν καταλήγουν όλοι οι μικροσωληνίσκοι του μιτωτικού άξονα στα κινητοφόρα.

Kinetochores και το σημείο ελέγχου της μίτωσης

Το σημείο ελέγχου της μίτωσης είναι ένας συναρπαστικός μηχανισμός που διασφαλίζει ότι η διαίρεση χρωμοσωμάτων είναι σωστή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Οι μηχανισμοί που εμπλέκονται εδώ επιβεβαιώνουν ότι η επόμενη φάση του κυτταρικού κύκλου μπορεί να περάσει κατά τη διάρκεια της διαίρεσης, από τότε ένας εσφαλμένος αριθμός χρωμοσωμάτων στα θυγατρικά αντίγραφα μπορεί να προκαλέσει κυτταρικό θάνατο (στις καλύτερες περιπτώσεις) ή μια σειρά δυσλειτουργιών και αλλαγώνόπως το σύνδρομο Down και ορισμένοι τύποι καρκίνου.

Τα κινητοφόρα δρουν ως ένα είδος μιτωτικού σημείου ελέγχου, αφού, αν εντοπίσουν ένα σφάλμα, η έξοδος στην επόμενη φάση καθυστερεί μέχρι να επιλυθεί. Φυσικά, δεν είναι ένας συνειδητός μηχανισμός από την πλευρά του κυττάρου, αλλά αντανακλά το επίπεδο βελτίωσης που έχει αποκτήσει το σώμα μας έτσι ώστε όλα να πάνε καλά.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Διαφορές μεταξύ μίτωσης και μείωσης"

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ

Εξερευνώντας τα κινοχώρα, έχουμε θέσει τα θεμέλια της ανθρώπινης κληρονομιάς, της δομής του χρωμοσώματος και των μιτωτικών φάσεων διαίρεσης - όχι περισσότερο, όχι λιγότερο. Με όλες τις γνώσεις που αποκτήθηκαν εδώ, είναι εύκολο να καταλήξουμε σε ένα προφανές συμπέρασμα, αλλά αυτό που απαιτείται εκατοντάδες χρόνια έρευνας: το ανθρώπινο σώμα είναι ένα πραγματικό έργο τέχνης από άποψη εξελικτική.

Κάθε μικρό τμήμα κάθε τμήματος του σώματός μας έχει μια ουσιαστική και αναντικατάστατη λειτουργία.. Χωρίς να προχωρήσουμε περισσότερο, χωρίς τα κινητοχρώματα, οι μικροσωληνίσκοι δεν θα μπορούσαν να αγκυρωθούν και, ως εκ τούτου, θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί μίτωση. Στο σύστημα ανθρώπινων οργάνων, κάθε δομή μετράει.

Βιβλιογραφικές αναφορές:

• Cinetochoir, Πανεπιστημιακή κλινική Navarra (CUN). Παραλήφθηκε στις 5 Μαρτίου στις https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• Flamini, Μ. A., González, Ν. V., Barbeito, C. G., Badrán, A. F., & Moreno, F. Ρ. (1996). Μελέτη σχετικά με έναν παράγοντα προέλευσης όγκου που διεγείρει την ηπατοκυτταρική μίτωση. Κτηνιατρικό Analecta, 16.
• Γονίδια και χρωμοσώματα, MSDmanuals. Παραλήφθηκε στις 5 Μαρτίου στις https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, κατά% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen.
• Μεντόζα, Μ. ΕΓΩ. Ν., Arques, C. P., Nicolás, F. Ε., & Mula, V. ΣΟΛ. (2020). Centromeres μωσαϊκού:: μια νέα οργάνωση κεντρομερικής χρωματίνης σε μύκητες που έχουν χάσει το CENP-A. [προστασία μέσω email] φόρουμ, (69), 4.
• Valdivia, Μ. Ι. Μ. (1993). Η κινετοχώρα. Έρευνα και Επιστήμη, (204), 76-82.
• Ουίλιαμς, Σ. Ι. (2016). Διασταύρωση μεταξύ συναρμολόγησης kinetochore και συνοχής στα centromeres.