Cinetocore: cos'è, caratteristiche e funzioni di questa parte del cromosoma

Il DNA è la biblioteca della vita. Nella sequenza di nucleotidi che compongono questa famosa doppia elica si trovano le risposte a tutti i processi biologici, poiché questo acido nucleico contiene le istruzioni genetiche utilizzate nello sviluppo e nel funzionamento di tutti gli organismi viventi (escludiamo consapevolmente virus).

Nelle cellule eucariotiche il DNA è avvolto in una membrana nucleare, ma ciò non gli impedisce di entrare in contatto con il resto dell'apparato cellulare. Attraverso i processi di trascrizione e traduzione (mediati da RNA, enzimi e ribosomi), tutte le informazioni di codifica presenti nel genoma può essere tradotto in sintesi proteica e, quindi, abilita qualsiasi processo metabolico a livello cellulare e tissutale.

Oltre a questo affascinante meccanismo, il DNA è la base dell'evoluzione stessa. Grazie a questo biopolimero a forma di doppia elica, gli esseri viventi ereditano informazioni da i nostri padri e le nostre madri e, inoltre, siamo mutati come specie e subiamo variazioni nel corso del secoli. Il DNA è raggruppato nelle nostre cellule sotto forma di cromosomi, e oggi vi parleremo di una parte essenziale di essi:

il cinetocore.

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Cosa sono i cromosomi e come sono organizzati?

Iniziamo stabilendo una serie di termini di base, perché prima di tutto bisogna conoscere le caratteristiche genetiche degli esseri umani. Sia tu che io (salvo eccezioni), abbiamo in ognuna delle nostre cellule 23 paia di cromosomi (2n, diploidia), cioè un totale di 46. Le cellule che formano i tessuti sono chiamate somatiche e tutte si dividono per mitosi: A causa di questo meccanismo, ogni cellula derivata da un'altra avrà la stessa quantità di informazioni genetiche, cioè 46 cromosomi o 23 coppie.

D'altra parte, le nostre cellule sessuali si dividono per meiosi, un processo mediante il quale si formano i gameti aploidi (n), che sono uova e sperma, con 23 cromosomi. Così, quando si crea uno zigote dalla fusione di queste cellule sessuali, si recupera la condizione di diploidia (23 + 23: 46) e il feto dà origine a un essere umano funzionante dopo lo sviluppo. Sulla base di questa premessa, capirai che metà delle tue informazioni genetiche proviene da tuo padre, mentre l'altra metà proviene dal genoma di tua madre.

Sperma aploide (n: 23) + ovulo aploide (n: 23) = zigote diploide (2n: 46)

Al di là dei modelli ereditari, è importante sapere che il DNA è raggruppato nel nucleo delle nostre cellule in una sostanza chiamata cromatina, che a sua volta forma un cromosoma. Se immagini un cromosoma a forma di X e lo tagli a metà sull'asse verticale, ciascuna delle 2 unità che ottieni sono conosciute come cromatidi. Sulla base di questa premessa, osserviamo le seguenti sezioni in un cromosoma normale:

• Film e matrice: ogni cromosoma è delimitato da una membrana, che a sua volta racchiude al suo interno una sostanza gelatinosa.
• Cromonemi: la struttura filamentosa che costituisce ciascuno dei 2 cromatidi, cioè le metà che compongono il cromosoma a forma di X. Sono costituiti da DNA e proteine.
• Cromomeri: successione di granuli che accompagnano i cromonemi lungo la loro lunghezza.
• Centromero: è la sezione stretta che separa i bracci del cromosoma. Per capirci, si tratta del centro della X.
• Restrizioni secondarie: regioni del cromosoma situate alle estremità delle braccia.
• Telomeri: le punte dei cromosomi. Non si replicano nella loro interezza durante la divisione cellulare, quindi con ogni nuova cellula si accorciano un po'. Sono responsabili dell'invecchiamento e della senescenza cellulare.

Un cromosoma contiene centinaia di migliaia di geni, quindi chiaramente deve subire una serie di modifiche al changes tempo per replicare una cellula per mitosi, cioè si formano 2 corpi cellulari dove prima c'erano uno. Qui gioca un ruolo essenziale il centromero, che non potrebbe agire senza l'azione del cinetocore..

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Cos'è un cinetocore?

Il cinetocore è una struttura trilaminare a forma di disco, situata al centromero di ciascun cromosoma. I microtubuli del fuso mitotico sono ancorati a questa singolare struttura durante i processi di divisione cellulare, che spiegheremo brevemente nelle righe successive.

Il cinetocore misura tra 350 e 500 nanometri di diametro e, grazie alla sua funzionalità, vengono orchestrati i diversi movimenti dei cromosomi che tanto colpiscono durante la mitosi.. Nei cromosomi animali si differenziano 2 parti essenziali: l'interno e l'esterno.

Il cinetocore interno è organizzato su sequenze di DNA altamente ripetitive e si assembla su una forma specializzata di cromatina. La parte interna è osmofila ed è a diretto contatto con il cromosoma, spesso circa 40 nanometri.

D'altra parte, il cinetocore esterno è una struttura proteica con molti componenti dinamici che funziona solo durante la divisione cellulare.

Il ruolo del cinetocore nella divisione cellulare

Per capire su cosa si basa lo scopo del cinetocore, dobbiamo rivedere brevemente il processo di divisione cellulare. Ci concentreremo sulla mitosi, poiché è molto più facile da spiegare e ci serve perfettamente per esemplificare il lavoro di questa struttura. Vi raccontiamo le sue fasi riassunte:

• Interfaccia: la fase in cui la cellula trascorre la maggior parte della sua vita. Durante esso, la replicazione dell'informazione genetica avviene in preparazione alla mitosi.
• Profase: i cromosomi si condensano, la membrana nucleare si rompe e si formano le fibre del fuso mitotico.
• Metafase: i cromosomi replicati si allineano al centro della cellula.
• Anafase: i cromosomi si separano e la cellula si allunga, con poli distinti.
• Le membrane nucleari si riformano ai 2 poli e si forma la nuova membrana cellulare per creare due cellule indipendenti.

Attraverso questo processo, dove prima c'era una cella, ora ce ne sono 2. Come puoi immaginare La funzionalità del cinetocore traspare in metafase e anafase.

Questa struttura è unita da microtubuli, che sono formazioni instabili di alfa e beta tubulina che danno origine a quello che è noto come fuso mitotico. In metafase, tutti i cromosomi sono allineati al centro della cellula e, durante l'anafase, ciascuno dei cromatidi viene portato via grazie all'azione dei microtubuli. I cinetocori sono i punti di giunzione in cui sono ancorate queste formazioni tubuliniche, quindi senza di essi sarebbe impossibile effettuare la divisione cellulare.

Inoltre, va notato che il numero di microtubuli che si legano a ciascun cinetocore è molto variabile a seconda della specie consultata. Ad esempio, nel lievito Saccharomyces cerevisiae un singolo microtubulo è associato a ciascun cinetocore, mentre nei mammiferi questo numero aumenta facilmente da 15 a 35. Tuttavia, non tutti i microtubuli del fuso mitotico finiscono per raggiungere i cinetocori.

I cinetocori e il checkpoint della mitosi

Il checkpoint della mitosi è un meccanismo affascinante che assicura che la divisione cromosomica sia corretta durante il processo. I meccanismi coinvolti qui verificano che la fase successiva del ciclo cellulare può essere superata durante la divisione, poiché un numero errato di cromosomi nelle copie figlie può causare la morte cellulare (nel migliore dei casi) o una serie di disfunzioni e alterazionicome la sindrome di Down e alcuni tipi di cancro.

I cinetocori agiscono come una sorta di checkpoint mitotico, poiché, se rilevano un guasto, l'uscita alla fase successiva viene ritardata fino alla sua risoluzione. Certo, non è un meccanismo cosciente da parte della cellula, ma riflette il livello di raffinamento che il nostro corpo ha acquisito affinché tutto vada bene.

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Curriculum vitae

Esplorando i cinetocori, abbiamo posto le basi dell'ereditarietà umana, della struttura cromosomica e delle fasi di divisione mitotica - né più né meno. Con tutte le conoscenze acquisite qui, è facile arrivare a una conclusione ovvia, ma che ha richiesto centinaia di anni di ricerca: il corpo umano è una vera opera d'arte da un punto di vista evolutivo.

Ogni piccola parte di ogni parte del nostro corpo ha una funzione essenziale e insostituibile. Senza andare oltre, senza i cinetocori, i microtubuli non potrebbero essere ancorati e, quindi, sarebbe impossibile eseguire la mitosi. Nel sistema di organi umani, ogni struttura conta.

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