Kinetochore: ce este, caracteristicile și funcțiile acestei părți a cromozomului

ADN-ul este biblioteca vieții. În secvența de nucleotide care alcătuiesc acest bine-cunoscut dublu helix sunt răspunsurile la toate procesele biologice, deoarece acest acid nucleic conține instrucțiunile genetice utilizate în dezvoltarea și funcționarea tuturor organismelor vii (excludem în mod conștient virus).

În celulele eucariote, ADN-ul este înfășurat într-o membrană nucleară, dar acest lucru nu îl împiedică să fie în contact cu restul aparatului celular. Prin procesele de transcriere și traducere (mediate de ARN, enzime și ribozomi), toate informațiile de codare prezente în genom poate fi tradus în sinteza proteinelor și, prin urmare, permite orice proces metabolic la nivel celular și țesut.

Pe lângă acest mecanism fascinant, ADN-ul este baza evoluției în sine. Datorită acestui biopolimer în formă de dublă helică, ființele vii moștenesc informații de la tatii si mamele noastre și, în plus, am mutat ca specii și suferim variații de-a lungul secole. ADN-ul este grupat în celulele noastre sub formă de cromozomi și astăzi vă vom spune totul despre o parte esențială a acestora:

cinetochore.

• Articol asociat: „Cromozomi: ce sunt acestea, caracteristici și modul în care funcționează”

Ce sunt cromozomii și cum sunt organizați?

Începem prin stabilirea unei serii de termeni de bază, deoarece în primul rând trebuie să cunoașteți caracteristicile genetice ale ființelor umane. Atât dvs., cât și eu (și salvând excepții), avem în fiecare dintre celulele noastre 23 de perechi de cromozomi (2n, diploidie), adică un total de 46. Celulele care formează țesuturile sunt numite somatice și toate se divid prin mitoză: Datorită acestui mecanism, fiecare celulă derivată de la alta va avea aceeași cantitate de informații genetice, adică 46 de cromozomi sau 23 de perechi.

Pe de altă parte, celulele noastre sexuale se împart prin meioză, proces prin care se formează gameți haploizi (n), care sunt ouă și spermă, cu 23 de cromozomi. Astfel, atunci când un zigot este creat prin fuziunea acestor celule sexuale, starea diploidiei este recuperată (23 + 23: 46) și fătul dă naștere după dezvoltarea sa la o ființă umană funcțională. Pe baza acestei premise, vei înțelege că jumătate din informațiile tale genetice provin de la tatăl tău, în timp ce cealaltă jumătate provine de la genomul mamei tale.

Spermă haploidă (n: 23) + ovul haploid (n: 23) = zigot diploid (2n: 46)

Dincolo de tiparele de moștenire, este important să știm că ADN-ul este grupat în nucleul celulelor noastre într-o substanță numită cromatină, care la rândul său formează un cromozom. Dacă vă imaginați un cromozom în formă de X și îl tăiați în jumătate pe axa verticală, fiecare dintre cele 2 unități pe care le obțineți sunt cunoscute sub numele de cromatide. Pe baza acestei premise, observăm următoarele secțiuni într-un cromozom normal:

• Film și matrice: fiecare cromozom este delimitat de o membrană, care la rândul său cuprinde în interior o substanță gelatinoasă.
• Chromoneme: structura filamentoasă care alcătuiește fiecare dintre cele 2 cromatide, adică jumătățile care alcătuiesc cromozomul în formă de X. Sunt formate din ADN și proteine.
• Cromomeri: succesiune de granule care însoțesc cromonemele de-a lungul lungimii lor.
• Centromer: este secțiunea îngustă care separă brațele cromozomului. Pentru ca noi să ne înțelegem, este vorba despre centrul X.
• Constricții secundare: regiuni ale cromozomului situate la capetele brațelor.
• Telomeri: vârfurile cromozomilor. Nu se reproduc în întregime în timpul diviziunii celulare, astfel încât cu fiecare celulă nouă devin puțin mai scurte. Sunt responsabili de îmbătrânire și senescență celulară.

Un cromozom conține sute de mii de gene, deci în mod clar trebuie să sufere o serie de modificări ale timpul pentru a reproduce o celulă prin mitoză, adică se formează 2 corpuri celulare acolo unde au fost anterior unu. Aici centromerul joacă un rol esențial, care nu ar putea acționa fără acțiunea kinetocorei..

• S-ar putea să vă intereseze: „Telomerii: ce sunt, caracteristici și cum sunt legate de vârstă”

Ce este un kinetochore?

Kinetochore este o structură în formă de disc trilaminar, situată la centromerul fiecărui cromozom. Microtubulii fusului mitotic sunt ancorați pe această structură singulară în timpul proceselor de diviziune celulară, pe care le vom explica pe scurt în liniile ulterioare.

Kinetochore măsoară între 350 și 500 nanometri în diametru și, datorită funcționalității sale, sunt orchestrate diferitele mișcări ale cromozomilor care sunt atât de izbitoare în timpul mitozei.. În cromozomii animale, se diferențiază 2 părți esențiale: intern și extern.

Kinetocorul intern este organizat pe secvențe de ADN foarte repetate și se asamblează pe o formă specializată de cromatină. Partea interioară este osmofilă și este în contact direct cu cromozomul, cu o grosime de aproximativ 40 nanometri.

Pe de altă parte, kinetocorul extern este o structură proteică cu multe componente dinamice care funcționează numai în timpul diviziunii celulare.

Rolul kinetocorei în diviziunea celulară

Pentru a înțelege pe ce se bazează scopul kinetocorului, trebuie să trecem pe scurt procesul de diviziune celulară. Ne vom concentra asupra mitozei, deoarece este mult mai ușor de explicat și ne servește perfect pentru a exemplifica activitatea acestei structuri. Vă spunem fazele sale rezumate:

• Interfață: faza în care celula își petrece cea mai mare parte a vieții. În timpul acestuia, replicarea informațiilor genetice are loc în pregătirea pentru mitoză.
• Profază: cromozomii se condensează, membrana nucleară se rupe și se formează fibrele fusului mitotic.
• Metafaza - Cromozomii reproduși se aliniază în mijlocul celulei.
• Anafază: cromozomii se separă și celula se prelungește, cu poli distinctivi.
• Membranele nucleare sunt re-formate la cei 2 poli și noua membrană celulară este formată pentru a crea două celule independente.

Prin acest proces, unde înainte exista o singură celulă, acum sunt 2. După cum vă puteți imagina Funcționalitatea Kinetochore strălucește în metafază și anafază.

Această structură este alăturată de microtubuli, care sunt formațiuni instabile de alfa și beta tubulină care dau naștere la ceea ce este cunoscut sub numele de fus mitotic. În metafază, toți cromozomii sunt aliniați în centrul celulei și, în timpul anafazei, fiecare dintre cromatide este transportată grație acțiunii microtubulilor. Kinetochorele sunt punctele de joncțiune în care sunt ancorate aceste formațiuni de tubulină, deci fără ele ar fi imposibil să se realizeze diviziunea celulară.

În plus, trebuie remarcat faptul că numărul de microtubuli care se leagă de fiecare kinetocor este foarte variabil în funcție de specia consultată. De exemplu, în drojdia Saccharomyces cerevisiae se asociază un singur microtubul cu fiecare kinetocor, în timp ce la mamifere acest număr crește cu ușurință de la 15 la 35. Cu toate acestea, nu toți microtubulii fusului mitotic ajung să ajungă la cinetocori.

Kinetochore și punctul de control al mitozei

Punctul de control al mitozei este un mecanism fascinant care asigură că diviziunea cromozomială este corectă în timpul procesului. Mecanismele implicate aici verifică dacă următoarea fază a ciclului celular poate fi trecută în timpul divizării, deoarece un număr alocat greșit de cromozomi în copiile fiice poate provoca moartea celulelor (în cel mai bun caz) sau o serie de disfuncții și modificăriprecum sindromul Down și anumite tipuri de cancer.

Kinetochorele acționează ca un fel de punct de control mitotic, deoarece, dacă detectează o defecțiune, ieșirea la faza următoare este întârziată până când este rezolvată. Desigur, nu este un mecanism conștient din partea celulei, dar reflectă nivelul de rafinament pe care l-a dobândit corpul nostru, astfel încât totul să meargă bine.

• S-ar putea să vă intereseze: „Diferențele dintre mitoză și meioză”

Relua

Explorând kinetochore, am pus bazele moștenirii umane, structura cromozomilor și etapele diviziunii mitotice, nici mai mult, nici mai puțin. Cu toate cunoștințele dobândite aici, este ușor să se ajungă la o concluzie evidentă, dar care a cerut sute de ani de cercetare: corpul uman este o adevărată operă de artă din punct de vedere evolutiv.

Fiecare mică secțiune a fiecărei părți a corpului nostru are o funcție esențială și de neînlocuit. Fără a merge mai departe, fără kinetochori, microtubulii nu ar putea fi ancorați și, prin urmare, ar fi imposibil să se efectueze mitoza. În sistemul de organe umane, fiecare structură contează.

Referințe bibliografice:

• Cinetochoir, Clinica Universitară Navarra (CUN). Luat pe 5 martie în https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• Flamini, M. A., González, N. V., Barbeito, C. G., Badrán, A. F. și Moreno, F. R. (1996). Studiu asupra unui factor de origine tumorală care stimulează mitoza hepatocitară. Analecta veterinară, 16.
• Gene și cromozomi, manuale MSD. Luat pe 5 martie în https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, cu% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen.
• Mendoza, M. I. N., Arques, C. P., Nicolás, F. E. și Mula, V. G. (2020). Centromeri mozaici: o nouă organizare a cromatinei centromerice în ciuperci care au pierdut CENP-A. [e-mail protejat] forum, (69), 4.
• Valdivia, M. J. M. (1993). Kinetochore. Cercetare și știință, (204), 76-82.
• Williams, S. J. (2016). Crosstalk între asamblarea kinetochore și coeziunea la centromeri.