Kinetochore: čo to je, vlastnosti a funkcie tejto časti chromozómu

DNA je knižnica života. V poradí nukleotidov, ktoré tvoria túto známu dvojzávitnicu, sú odpovede na všetky biologické procesy, od tejto kyseliny nukleová obsahuje genetické inštrukcie používané pri vývoji a fungovaní všetkých živých organizmov (vedome vylučujeme vírus).

V eukaryotických bunkách je DNA obalená jadrovou membránou, čo jej však nebráni v kontakte so zvyškom bunkového aparátu. Prostredníctvom procesov transkripcie a translácie (sprostredkovaných RNA, enzýmami a ribozómami) sú prítomné všetky kódujúce informácie v genóme sa môže previesť na syntézu proteínov, a preto umožňuje akýkoľvek metabolický proces na bunkovej a tkanivovej úrovni.

Okrem tohto fascinujúceho mechanizmu je DNA základom pre samotnú evolúciu. Vďaka tomuto biopolyméru v tvare dvojitej špirály dedia živé bytosti informácie našich otcov a matiek a navyše mutujeme ako druhy a v priebehu vekov prechádzame rôznymi zmenami. storočia. DNA je v našich bunkách zoskupená vo forme chromozómov a dnes vám prezradíme všetko o ich podstatnej časti: cinetochore.

• Súvisiaci článok: „Chromozómy: čo sú to, vlastnosti a ako fungujú“

Čo sú chromozómy a ako sú usporiadané?

Začíname stanovením série základných pojmov, pretože v prvom rade je potrebné poznať genetické vlastnosti ľudí. Vy aj ja (a okrem výnimiek) máme v každej našej bunke 23 párov chromozómov (2n, diploidia), teda celkom 46. Bunky, ktoré tvoria tkanivá, sa nazývajú somatické a všetky sa delia mitózou: Vďaka tomuto mechanizmu bude mať každá bunka pochádzajúca z inej bunky rovnaké množstvo genetickej informácie, to znamená 46 chromozómov alebo 23 párov.

Na druhej strane sa naše pohlavné bunky delia meiózou, čo je proces, pri ktorom sa vytvárajú haploidné gaméty (n), ktoré sú vajíčkami a spermiami, s 23 chromozómami. Keď sa teda fúzia týchto pohlavných buniek vytvorí zygota, obnoví sa stav diploidie (23 + 23: 46) a z plodu vznikne po jeho vývoji funkčná ľudská bytosť. Na základe tohto predpokladu pochopíte, že polovica vašej genetickej informácie pochádza od vášho otca, zatiaľ čo druhá polovica pochádza z genómu vašej matky.

Haploidné spermie (n: 23) + haploidné vajíčko (n: 23) = diploidný zygota (2n: 46)

Okrem vzorov dedičnosti je dôležité vedieť, že DNA je zoskupená v jadre našich buniek v látke zvanej chromatín, ktorá zase vytvára chromozóm. Ak si predstavíte chromozóm v tvare X a rozrežete ho na zvislej osi na polovicu, každá z dvoch získaných jednotiek je známa ako chromatidy. Na základe tohto predpokladu nasledujúce časti sledujeme v normálnom chromozóme:

• Film a matrica: každý chromozóm je ohraničený membránou, ktorá vo vnútri obklopuje želatínovú látku.
• Chromonémy: vláknitá štruktúra, ktorá tvorí každú z 2 chromatidov, to znamená polovice, ktoré tvoria chromozóm v tvare X. Skladajú sa z DNA a bielkovín.
• Chromoméry: postupnosť granúl, ktoré sprevádzajú chromonémy po celej svojej dĺžke.
• Centroméra: je to úzka časť, ktorá oddeľuje ramená chromozómu. Aby sme si navzájom porozumeli, je to asi v strede X.
• Sekundárne zúženia: oblasti chromozómu umiestnené na koncoch ramien.
• Teloméry: špičky chromozómov. Počas bunkového delenia sa nereplikujú ako celok, takže s každou novou bunkou sa o niečo skracujú. Sú zodpovedné za starnutie a starnutie buniek.

Chromozóm obsahuje státisíce génov, takže je zrejmé, že musí podstúpiť rad zmien čas na replikáciu bunky mitózou, to znamená, že sa tvoria dve bunkové telá tam, kde boli predtým jeden. Tu hrá zásadnú úlohu centroméra, ktorá by nemohla konať bez pôsobenia kinetochóru..

• Mohlo by vás zaujímať: „Teloméry: čo sú to, vlastnosti a ako súvisia s vekom“

Čo je to kinetochór?

Kinetochór je štruktúra trilaminárneho disku, ktorá sa nachádza v centroméri každého chromozómu. Mikrotubuly mitotického vretena sú zakotvené na tejto singulárnej štruktúre počas procesov bunkového delenia, čo si v krátkosti vysvetlíme v ďalších riadkoch.

Kinetochor meria v priemere od 350 do 500 nanometrov a vďaka svojej funkčnosti sú organizované rôzne pohyby chromozómov, ktoré sú počas mitózy také výrazné.. V živočíšnych chromozómoch sa rozlišujú 2 základné časti: vnútorná a vonkajšia.

Interný kinetochór je organizovaný na vysoko opakujúcich sa sekvenciách DNA a zhromažďuje sa na špecializovanej forme chromatínu. Vnútorná časť je osmofilná a je v priamom kontakte s chromozómom hrubým asi 40 nanometrov.

Na druhej strane, externý kinetochór je proteínová štruktúra s mnohými dynamickými zložkami, ktorá funguje iba počas bunkového delenia.

Úloha kinetochore pri delení buniek

Aby sme pochopili, na čom je založený účel kinetochóra, musíme stručne preskúmať proces delenia buniek. Zameráme sa na mitózu, pretože je oveľa jednoduchšie ju vysvetliť a slúži nám na ilustráciu práce tejto štruktúry. Povieme vám jeho zhrnuté fázy:

• Rozhranie: fáza, v ktorej bunka trávi väčšinu svojho života. Počas nej dochádza k replikácii genetickej informácie pri príprave na mitózu.
• Profáza: chromozómy sa kondenzujú, jadrová membrána sa rozpadá a vytvárajú sa vlákna mitotického vretienka.
• Metafáza - replikované chromozómy sa zoradia uprostred bunky.
• Anafáza: chromozómy sa oddeľujú a bunka sa predlžuje s výraznými pólmi.
• Jadrové membrány sú znovu vytvorené na 2 póloch a nová bunková membrána je vytvorená tak, aby vytvorili dve nezávislé bunky.

Prostredníctvom tohto procesu, kde bývala jedna bunka, sú teraz dve. Ako si viete predstaviť Funkčnosť kinetochóru svieti v metafáze a anafáze.

Túto štruktúru spája mikrotubuly, čo sú nestabilné formácie alfa a beta tubulínu, ktoré vedú k vzniku takzvaného mitotického vretienka. V metafáze sú všetky chromozómy zarovnané v strede bunky a počas anafázy je každá z chromatidov unesená vďaka pôsobeniu mikrotubulov. Kinetochóry sú spojovacími bodmi, kde sú ukotvené tieto tubulínové formácie, takže bez nich by bolo nemožné uskutočniť bunkové delenie.

Okrem toho je potrebné poznamenať, že počet mikrotubulov, ktoré sa viažu na každý kinetochór, je veľmi variabilný v závislosti od druhu, s ktorým sa konzultuje. Napríklad v kvasinkách Saccharomyces cerevisiae je s každým kinetochórom spojený jeden mikrotubul, zatiaľ čo u cicavcov sa tento počet ľahko zvýši z 15 na 35. Nie všetky mikrotubuly mitotického vretena však nakoniec dosiahnu kinetochóry.

Kinetochóry a kontrolný bod mitózy

Kontrolný bod mitózy je fascinujúci mechanizmus, ktorý zaisťuje správne rozdelenie chromozómov počas procesu. Mechanizmy zahrnuté v tomto dokumente overujú, že ďalšia fáza bunkového cyklu môže prebehnúť počas delenia nesprávne pridelený počet chromozómov v dcérskych kópiách môže spôsobiť bunkovú smrť (v lepších prípadoch) alebo sériu dysfunkcií a zmienako je Downov syndróm a určité typy rakoviny.

Kinetochóry fungujú ako akýsi mitotický kontrolný bod, pretože ak zistia poruchu, výstup do ďalšej fázy sa oneskorí, kým sa nevyrieši. Samozrejme, nejde o vedomý mechanizmus na strane bunky, ale odráža úroveň zjemnenia, ktorú získalo naše telo, aby všetko dobre dopadlo.

• Mohlo by vás zaujímať: „Rozdiely medzi mitózou a meiózou“

Pokračovať

Pri skúmaní kinetochórov sme položili základy ľudského dedičstva, štruktúry chromozómov a fáz mitotického delenia - nič viac, nič menej. Vďaka všetkým tu získaným znalostiam je ľahké dospieť k zjavnému záveru, ktorý je však nevyhnutný stovky rokov výskumu: ľudské telo je z hľadiska skutočného umeleckého diela evolučný.

Každá malá časť každej časti nášho tela má podstatnú a nenahraditeľnú funkciu. Bez toho, aby sme išli ďalej, bez kinetochórov, nemohli by byť mikrotubuly ukotvené, a preto by bolo nemožné vykonať mitózu. V ľudskom orgánovom systéme sa počíta každá štruktúra.

Bibliografické odkazy:

• Cinetochoir, Navarra University Clinic (CUN). Vyzdvihnuté 5. marca v https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• Flamini, M. A., González, N. V., Barbeito, C. G., Badrán, A. F., a Moreno, F. R. (1996). Štúdia o faktore nádorového pôvodu, ktorý stimuluje hepatocytovú mitózu. Veterinárna Analecta, 16.
• Gény a chromozómy, MSDmanuals. Vyzdvihnuté 5. marca v https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, o% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen.
• Mendoza, M. I. N., Arques, C. P., Nicolás, F. E., & Mula, V. G. (2020). Mozaikové centroméry:: nová organizácia centromérneho chromatínu v hubách, ktoré stratili CENP-A. [chránené e-mailom] fórum, (69), 4.
• Valdivia, M. J. M. (1993). Kinetochore. Výskum a veda, (204), 76-82.
• Williams, S. J. (2016). Presluch medzi zostavou kinetochore a súdržnosťou v centromérach.