Kinétochore: qu'est-ce que c'est, caractéristiques et fonctions de cette partie du chromosome

L'ADN est la bibliothèque de la vie. Dans la séquence de nucléotides qui composent cette double hélice bien connue se trouvent les réponses à tous les processus biologiques, puisque cet acide nucléique contient les instructions génétiques utilisées dans le développement et le fonctionnement de tous les organismes vivants (nous excluons consciemment virus).

Dans les cellules eucaryotes, l'ADN est enveloppé dans une membrane nucléaire, mais cela ne l'empêche pas d'être en contact avec le reste de l'appareil cellulaire. Grâce aux processus de transcription et de traduction (médiés par l'ARN, les enzymes et les ribosomes), toutes les informations de codage présentes dans le génome, il peut être traduit en synthèse protéique et, par conséquent, permet tout processus métabolique au niveau cellulaire et tissulaire.

En plus de ce mécanisme fascinant, l'ADN est la base de l'évolution elle-même. Grâce à ce biopolymère en double hélice, les êtres vivants héritent des informations de nos pères et nos mères et, en plus, nous avons muté en tant qu'espèce et subi des variations tout au long de la des siècles. L'ADN est regroupé dans nos cellules sous forme de chromosomes, et aujourd'hui nous allons tout vous dire sur une partie essentielle d'entre elles:

le kinétochore.

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Que sont les chromosomes et comment sont-ils organisés ?

Nous commençons par établir une série de termes de base, car il faut tout d'abord connaître les caractéristiques génétiques des êtres humains. Vous et moi (sauf exception), nous avons dans chacune de nos cellules 23 paires de chromosomes (2n, diploïdie), soit un total de 46. Les cellules qui forment les tissus sont appelées somatiques et toutes se divisent par mitose: En raison de ce mécanisme, chaque cellule dérivée d'une autre aura la même quantité d'information génétique, soit 46 chromosomes ou 23 paires.

D'autre part, nos cellules sexuelles se divisent par méiose, processus par lequel se forment des gamètes haploïdes (n), qui sont des ovules et des spermatozoïdes, avec 23 chromosomes. Ainsi, lorsqu'un zygote est créé par la fusion de ces cellules sexuelles, l'état de diploïdie est rétabli (23 + 23: 46) et le fœtus donne naissance à un être humain fonctionnel après développement. Sur la base de cette prémisse, vous comprendrez que la moitié de votre information génétique provient de votre père, tandis que l'autre moitié provient du génome de votre mère.

Sperme haploïde (n: 23) + ovule haploïde (n: 23) = zygote diploïde (2n: 46)

Au-delà des schémas héréditaires, il est important de savoir que l'ADN est regroupé dans le noyau de nos cellules dans une substance appelée chromatine, qui à son tour forme un chromosome. Si vous imaginez un chromosome en forme de X et que vous le coupez en deux sur l'axe vertical, chacune des 2 unités que vous obtenez est appelée chromatide. Sur la base de cette prémisse, nous observons les sections suivantes dans un chromosome normal:

• Film et matrice: chaque chromosome est délimité par une membrane, qui à son tour renferme une substance gélatineuse à l'intérieur.
• Chromonèmes: la structure filamenteuse qui compose chacune des 2 chromatides, c'est-à-dire les moitiés qui composent le chromosome en forme de X. Ils sont constitués d'ADN et de protéines.
• Chromomères: succession de granules qui accompagnent les chromonèmes sur leur longueur.
• Centromère: c'est la section étroite qui sépare les bras du chromosome. Pour qu'on se comprenne, il s'agit du centre du X.
• Constrictions secondaires: régions du chromosome situées aux extrémités des bras.
• Télomères: les extrémités des chromosomes. Ils ne se répliquent pas dans leur intégralité pendant la division cellulaire, donc avec chaque nouvelle cellule, ils deviennent un peu plus courts. Ils sont responsables du vieillissement et de la sénescence cellulaire.

Un chromosome contient des centaines de milliers de gènes, il doit donc manifestement subir une série de changements dans le temps pour répliquer une cellule par mitose, c'est-à-dire que 2 corps cellulaires se forment là où il y avait auparavant une. Ici le centromère joue un rôle essentiel, qui ne pourrait agir sans l'action du kinétochore..

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Qu'est-ce qu'un kinétochore ?

Le kinétochore est une structure en forme de disque trilaminaire, située au centromère de chaque chromosome. Les microtubules du fuseau mitotique sont ancrés sur cette structure singulière lors des processus de division cellulaire, que nous expliquerons brièvement dans les lignes suivantes.

Le kinétochore mesure entre 350 et 500 nanomètres de diamètre et, grâce à sa fonctionnalité, les différents mouvements des chromosomes si marquants lors de la mitose sont orchestrés.. Dans les chromosomes animaux, 2 parties essentielles sont différenciées: l'interne et l'externe.

Le kinétochore interne est organisé sur des séquences d'ADN hautement répétitives et s'assemble sur une forme spécialisée de chromatine. La partie interne est osmophile et est en contact direct avec le chromosome, d'environ 40 nanomètres d'épaisseur.

D'autre part, le kinétochore externe est une structure protéique avec de nombreux composants dynamiques qui ne fonctionne que pendant la division cellulaire.

Le rôle du kinétochore dans la division cellulaire

Pour comprendre sur quoi repose le but du kinétochore, il faut brièvement passer en revue le processus de division cellulaire. Nous allons nous concentrer sur la mitose, car c'est beaucoup plus facile à expliquer et cela nous sert parfaitement pour illustrer le travail de cette structure. Nous vous racontons ses phases résumées :

• Interface: phase dans laquelle la cellule passe la majeure partie de sa vie. Au cours de celle-ci, la réplication de l'information génétique se produit en vue de la mitose.
• Prophase: les chromosomes se condensent, la membrane nucléaire se rompt et les fibres du fuseau mitotique se forment.
• Métaphase - Les chromosomes répliqués s'alignent au milieu de la cellule.
• Anaphase: les chromosomes se séparent et la cellule s'allonge, avec des pôles distincts.
• Les membranes nucléaires se reforment aux 2 pôles et la nouvelle membrane cellulaire se forme pour créer deux cellules indépendantes.

Grâce à ce processus, là où il y avait une cellule, il y en a maintenant 2. Comme vous pouvez l'imaginer La fonctionnalité Kinetochore transparaît en métaphase et en anaphase.

Cette structure est rejointe par microtubules, qui sont des formations instables d'alpha et de bêta tubuline qui donnent naissance à ce que l'on appelle le fuseau mitotique. En métaphase, tous les chromosomes sont alignés au centre de la cellule et, lors de l'anaphase, chacune des chromatides est emportée grâce à l'action des microtubules. Les kinétochores sont les points de jonction où ces formations de tubuline sont ancrées, donc sans elles, il serait impossible de réaliser la division cellulaire.

De plus, il convient de noter que le nombre de microtubules qui se fixent sur chaque kinétochore est très variable selon les espèces consultées. Par exemple, chez la levure Saccharomyces cerevisiae, un seul microtubule est associé à chaque kinétochore, alors que chez les mammifères ce nombre passe facilement de 15 à 35. Cependant, tous les microtubules du fuseau mitotique n'atteignent pas les kinétochores.

Kinetochores et le point de contrôle de la mitose

Le point de contrôle de la mitose est un mécanisme fascinant qui garantit que la division chromosomique est correcte pendant le processus. Les mécanismes impliqués ici vérifient que la phase suivante du cycle cellulaire peut être passée au cours de la division, puisque un nombre mal attribué de chromosomes dans les copies filles peut provoquer la mort cellulaire (dans le meilleur des cas) ou une série de dysfonctionnements et d'altérationscomme le syndrome de Down et certains types de cancer.

Les kinétochores agissent comme une sorte de point de contrôle mitotique, puisque, s'ils détectent un défaut, le passage à la phase suivante est retardé jusqu'à ce qu'il soit résolu. Bien sûr, ce n'est pas un mécanisme conscient de la part de la cellule, mais il reflète le niveau de raffinement que notre corps a acquis pour que tout se passe bien.

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résumé

En explorant les kinétochores, nous avons posé les bases de l'hérédité humaine, de la structure chromosomique et des phases de division mitotique - ni plus, ni moins. Avec toutes les connaissances acquises ici, il est facile d'arriver à une conclusion évidente, mais qui a nécessité des centaines d'années de recherche: le corps humain est une véritable œuvre d'art d'un point de vue évolutionniste.

Chaque petite partie de chaque partie de notre corps a une fonction essentielle et irremplaçable.. Sans aller plus loin, sans les kinétochores, les microtubules ne pourraient pas être ancrés et, par conséquent, il serait impossible de réaliser une mitose. Dans le système organique humain, chaque structure compte.

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