Kinetochoor: wat het is, kenmerken en functies van dit deel van het chromosoom

DNA is de bibliotheek van het leven. In de sequentie van nucleotiden waaruit deze bekende dubbele helix bestaat, zijn de antwoorden op alle biologische processen, aangezien dit zuur nucleïnezuur bevat de genetische instructies die worden gebruikt bij de ontwikkeling en het functioneren van alle levende organismen (we sluiten bewust de virus).

In eukaryote cellen is DNA verpakt in een kernmembraan, maar dit verhindert niet dat het in contact komt met de rest van het cellulaire apparaat. Door de processen van transcriptie en translatie (gemedieerd door RNA, enzymen en ribosomen) wordt alle aanwezige coderende informatie in het genoom kan het worden vertaald in eiwitsynthese en maakt het daarom elk metabolisch proces op cel- en weefselniveau mogelijk.

Naast dit fascinerende mechanisme is DNA de basis voor de evolutie zelf. Dankzij dit biopolymeer in de vorm van een dubbele helix erven levende wezens informatie van onze vaders en moeders en bovendien zijn we als soort gemuteerd en ondergaan we variaties door de jaren heen eeuwen. DNA is in onze cellen gegroepeerd in de vorm van chromosomen, en vandaag zullen we je alles vertellen over een essentieel onderdeel ervan:

de cinetochoor.

• Gerelateerd artikel: "Chromosomen: wat zijn ze, kenmerken en hoe ze werken"

Wat zijn chromosomen en hoe zijn ze georganiseerd?

We beginnen met het opstellen van een reeks basisbegrippen, omdat je allereerst de genetische kenmerken van mensen moet kennen. Zowel jij als ik (en uitzonderingen daargelaten), we hebben in elk van onze cellen 23 paar chromosomen (2n, diploïdie), dat wil zeggen in totaal 46. De cellen die weefsels vormen, worden somatisch genoemd en ze delen zich allemaal door mitose: Door dit mechanisme zal elke cel die van een andere is afgeleid, dezelfde hoeveelheid genetische informatie hebben, dat wil zeggen 46 chromosomen of 23 paren.

Aan de andere kant delen onze geslachtscellen zich door meiose, een proces waarbij haploïde gameten (n) worden gevormd, die eieren en sperma zijn, met 23 chromosomen. Dus wanneer een zygote wordt gecreëerd door de fusie van deze geslachtscellen, wordt de toestand van diploïdie hersteld (23 + 23: 46) en ontstaat de foetus na zijn ontwikkeling tot een functioneel mens. Op basis van dit uitgangspunt zul je begrijpen dat de helft van je genetische informatie afkomstig is van je vader, terwijl de andere helft afkomstig is van het genoom van je moeder.

Haploïde sperma (n: 23) + haploïde eicel (n: 23) = diploïde zygote (2n: 46)

Naast overervingspatronen is het belangrijk om te weten dat DNA in de kern van onze cellen is gegroepeerd in een stof genaamd chromatine, dat op zijn beurt een chromosoom vormt. Als je je een X-vormig chromosoom voorstelt en het in tweeën snijdt op de verticale as, staat elk van de 2 eenheden die je krijgt bekend als chromatiden. Op basis van dit uitgangspunt, we observeren de volgende secties in een normaal chromosoom::

• Film en matrix: elk chromosoom wordt begrensd door een membraan, dat op zijn beurt een gelatineuze substantie insluit.
• Chromonemen: de filamenteuze structuur waaruit elk van de 2 chromatiden bestaat, dat wil zeggen de helften die het X-vormige chromosoom vormen. Ze zijn opgebouwd uit DNA en eiwitten.
• Chromomeren: opeenvolging van korrels die de chromonemen over hun lengte vergezellen.
• Centromeer: ​​het is het smalle gedeelte dat de armen van het chromosoom scheidt. Voor ons om elkaar te begrijpen, is dit het centrum van de X.
• Secundaire vernauwingen: gebieden van het chromosoom aan de uiteinden van de armen.
• Telomeren: de uiteinden van chromosomen. Ze repliceren niet in hun geheel tijdens celdeling, dus met elke nieuwe cel worden ze een beetje korter. Ze zijn verantwoordelijk voor veroudering en cellulaire veroudering.

Een chromosoom bevat honderdduizenden genen, dus het is duidelijk dat het een reeks veranderingen moet ondergaan in de tijd om een ​​cel te repliceren door mitose, dat wil zeggen dat er 2 cellichamen worden gevormd waar er eerder waren een. Hier speelt het centromeer een essentiële rol, die niet zou kunnen werken zonder de werking van het kinetochoor..

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Telomeren: wat zijn het, kenmerken en hoe hangen ze samen met leeftijd"

Wat is een kinetochoor?

De kinetochoor is een trilaminaire schijfvormige structuur, gelegen in het centromeer van elk chromosoom. De microtubuli van de mitotische spoel zijn verankerd op deze enkelvoudige structuur tijdens de processen van celdeling, die we in latere regels kort zullen uitleggen.

De kinetochoor meet tussen de 350 en 500 nanometer in diameter en dankzij zijn functionaliteit worden de verschillende bewegingen van de chromosomen die zo opvallend zijn tijdens mitose georkestreerd.. In dierlijke chromosomen worden 2 essentiële delen onderscheiden: de interne en de externe.

De interne kinetochoor is georganiseerd op sterk herhalende DNA-sequenties en assembleert op een gespecialiseerde vorm van chromatine. Het binnenste deel is osmofiel en staat in direct contact met het chromosoom, ongeveer 40 nanometer dik.

Aan de andere kant is de externe kinetochoor een eiwitstructuur met veel dynamische componenten die alleen tijdens celdeling functioneert.

De rol van de kinetochoor bij celdeling

Om te begrijpen waar het doel van de kinetochoor op is gebaseerd, moeten we kort het proces van celdeling bekijken. We gaan ons concentreren op mitose, omdat het veel gemakkelijker uit te leggen is en het ons perfect dient om het werk van deze structuur te illustreren. We vertellen je de samengevatte fasen:

• Interface: de fase waarin de cel het grootste deel van zijn leven doorbrengt. Tijdens het proces vindt de replicatie van genetische informatie plaats ter voorbereiding op mitose.
• Profase: de chromosomen condenseren, het kernmembraan breekt en de vezels van de mitotische spoel worden gevormd.
• Metafase - De gerepliceerde chromosomen liggen in het midden van de cel.
• Anafase: de chromosomen scheiden en de cel wordt langer, met onderscheidende polen.
• De kernmembranen worden opnieuw gevormd aan de 2 polen en het nieuwe celmembraan wordt gevormd om twee onafhankelijke cellen te creëren.

Door dit proces, waar er vroeger één cel was, zijn er nu 2. Zoals u zich kunt voorstellen Kinetochore-functionaliteit schijnt in metafase en anafase.

Deze structuur wordt vergezeld door: microtubuli, dit zijn onstabiele formaties van alfa- en bèta-tubuline die aanleiding geven tot wat bekend staat als de mitotische spoel. In de metafase zijn alle chromosomen uitgelijnd in het midden van de cel en tijdens de anafase wordt elk van de chromatiden weggevoerd dankzij de werking van de microtubuli. De kinetochoren zijn de knooppunten waar deze tubuline-formaties zijn verankerd, dus zonder hen zou het onmogelijk zijn om celdeling uit te voeren.

Bovendien moet worden opgemerkt dat: het aantal microtubuli dat aan elke kinetochoor bindt, is zeer variabel, afhankelijk van de geraadpleegde soort. In de gist Saccharomyces cerevisiae is bijvoorbeeld een enkele microtubulus geassocieerd met elke kinetochoor, terwijl dit aantal bij zoogdieren gemakkelijk toeneemt van 15 naar 35. Niet alle microtubuli van de mitotische spil bereiken echter de kinetochoren.

Kinetochoren en het mitose-checkpoint

Het mitose-checkpoint is een fascinerend mechanisme dat ervoor zorgt dat de chromosoomdeling tijdens het proces correct verloopt. De mechanismen die hierbij betrokken zijn, verifiëren dat de volgende fase van de celcyclus tijdens de deling kan worden doorlopen, aangezien een verkeerd toegewezen aantal chromosomen in de dochterkopieën kan celdood veroorzaken (in de beste gevallen) of een reeks disfuncties en veranderingenzoals het syndroom van Down en bepaalde soorten kanker.

De kinetochoren fungeren als een soort mitotisch controlepunt, omdat, als ze een fout detecteren, de uitgang naar de volgende fase wordt uitgesteld totdat deze is opgelost. Het is natuurlijk geen bewust mechanisme van de kant van de cel, maar het weerspiegelt het niveau van verfijning dat ons lichaam heeft verworven zodat alles goed gaat.

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "Verschillen tussen mitose en meiose"

Hervat

Door de kinetochoren te onderzoeken, hebben we de basis gelegd voor menselijke overerving, de structuur van chromosomen en de stadia van mitotische deling, niet meer en niet minder. Met alle kennis die hier is opgedaan, is het gemakkelijk om tot een voor de hand liggende conclusie te komen, maar een die vereist is honderden jaren onderzoek: het menselijk lichaam is een waar kunstwerk vanuit een oogpunt evolutionair.

Elk klein deel van elk deel van ons lichaam heeft een essentiële en onvervangbare functie. Zonder verder te gaan, zonder de kinetochoren, zouden de microtubuli niet kunnen worden verankerd en daarom zou het onmogelijk zijn om mitose uit te voeren. In het menselijk orgaansysteem telt elke structuur.

Bibliografische referenties:

• Cinetochoir, Navarra University Clinic (CUN). Op 5 maart opgehaald in https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• Flamin, M. A., Gonzalez, N. V., Barbeito, C. G., Badrán, A. F., & Moreno, F. R. (1996). Onderzoek naar een factor van tumoroorsprong die hepatocytische mitose stimuleert. Veterinaire Analecta, 16.
• Genen en chromosomen, MSD-handleidingen. Op 5 maart opgehaald in https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, door% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen.
• Mendoza, M. IK. N., Arques, C. P., Nicolas, F. E., & Mula, V. G. (2020). Mozaïek centromeren: een nieuwe organisatie van centromeer chromatine in schimmels die CENP-A hebben verloren. [e-mail beveiligd] forum, (69), 4.
• Valdivia, M. J. M. (1993). De kinetochoor. Onderzoek en wetenschap, (204), 76-82.
• Willems, s. J. (2016). Overspraak tussen kinetochoor-assemblage en cohesie bij centromeren.