Kinetochore: มันคืออะไรลักษณะและหน้าที่ของโครโมโซมส่วนนี้

DNA คือห้องสมุดแห่งชีวิต ในลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นเกลียวคู่ที่รู้จักกันดีนี้คือคำตอบของกระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมด เนื่องจากกรดนี้ นิวเคลียสมีคำสั่งทางพันธุกรรมที่ใช้ในการพัฒนาและการทำงานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด (เราแยกออกอย่างมีสติ ไวรัส).

ในเซลล์ยูคาริโอต DNA ถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส แต่ไม่ได้ป้องกันไม่ให้สัมผัสกับอุปกรณ์เซลล์ที่เหลือ ผ่านกระบวนการถอดความและการแปล (สื่อกลางโดย RNA เอนไซม์และไรโบโซม) ข้อมูลการเข้ารหัสทั้งหมดที่มีอยู่ ในจีโนม มันสามารถแปลเป็นการสังเคราะห์โปรตีน ดังนั้นจึงช่วยให้กระบวนการเมตาบอลิซึมในระดับเซลล์และเนื้อเยื่อ

นอกจากกลไกอันน่าทึ่งนี้แล้ว ดีเอ็นเอยังเป็นพื้นฐานของวิวัฒนาการอีกด้วย ต้องขอบคุณไบโอโพลีเมอร์ที่มีรูปทรงเกลียวคู่นี้ สิ่งมีชีวิตจึงได้รับข้อมูลมาจาก บิดามารดาของเรา และยิ่งกว่านั้น เรากลายพันธุ์เป็นสปีชีส์และได้รับการเปลี่ยนแปลงตลอดทุกวัย ศตวรรษ. DNA ถูกจัดกลุ่มในเซลล์ของเราในรูปแบบของโครโมโซม และวันนี้เราจะบอกคุณเกี่ยวกับส่วนสำคัญของพวกมัน: ซิเนโตคอร์.

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "โครโมโซม: มันคืออะไรลักษณะและทำงานอย่างไร"

โครโมโซมคืออะไรและจัดอย่างไร?

เราเริ่มต้นด้วยการสร้างชุดคำศัพท์พื้นฐาน เพราะก่อนอื่น จำเป็นต้องรู้ลักษณะทางพันธุกรรมของมนุษย์ ทั้งคุณและฉัน (และข้อยกเว้นการบันทึก) เรามีโครโมโซม 23 คู่ (2n, diploidy) ในแต่ละเซลล์ของเรานั่นคือทั้งหมด 46 คู่ เซลล์ที่สร้างเนื้อเยื่อเรียกว่าโซมาติก และทั้งหมดถูกแบ่งโดยไมโทซิส: ด้วยกลไกนี้ ทุกเซลล์ที่ได้มาจากเซลล์อื่นจะมีข้อมูลทางพันธุกรรมในปริมาณเท่ากัน นั่นคือ 46 โครโมโซมหรือ 23 คู่

ในทางกลับกัน เซลล์เพศของเราแบ่งตามไมโอซิส ซึ่งเป็นกระบวนการที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เดี่ยว (haploid gametes) ซึ่งได้แก่ ไข่และสเปิร์ม ซึ่งมีโครโมโซม 23 ตัว ดังนั้นเมื่อไซโกตถูกสร้างขึ้นโดยการหลอมรวมของเซลล์เพศเหล่านี้ สภาพของดิพลอยด์จะกลับคืนมา (23 + 23: 46) และทารกในครรภ์จะทำให้เกิดมนุษย์ที่ใช้งานได้หลังจากการพัฒนา จากสมมติฐานนี้ คุณจะเข้าใจว่าข้อมูลทางพันธุกรรมครึ่งหนึ่งของคุณมาจากพ่อของคุณ ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งมาจากจีโนมของแม่คุณ

อสุจิเดี่ยว (n: 23) + ไข่เดี่ยว (n: 23) = ไซโกตซ้ำ (2n: 46)

นอกเหนือจากรูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรม สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่า DNA ถูกจัดกลุ่มในนิวเคลียสของเซลล์ของเราในสารที่เรียกว่าโครมาติน ซึ่งจะก่อให้เกิดโครโมโซม หากคุณจินตนาการถึงโครโมโซมรูปตัว X และผ่าครึ่งบนแกนตั้ง แต่ละหน่วยที่คุณได้รับจะเรียกว่าโครมาทิด ตามหลักข้อนี้ เราสังเกตส่วนต่อไปนี้ในโครโมโซมปกติ:

• ฟิล์มและเมทริกซ์: โครโมโซมแต่ละตัวคั่นด้วยเมมเบรน ซึ่งจะห่อหุ้มสารเจลาตินัสไว้ภายใน
• โครโมนีม: โครงสร้างเส้นใยที่ประกอบเป็นโครมาทิดทั้ง 2 ตัว กล่าวคือ โครโมโซมที่ประกอบเป็นโครโมโซมรูปตัว X ประกอบด้วย DNA และโปรตีน
• Chromomers: การสืบทอดของแกรนูลที่มากับโครโมนีมตามความยาว
• Centromere: เป็นส่วนแคบที่แยกแขนของโครโมโซม เพื่อให้เราเข้าใจกัน มันเป็นเรื่องของศูนย์กลางของ X.
• ข้อ จำกัด รอง: บริเวณของโครโมโซมที่ปลายแขน
• Telomeres: เคล็ดลับของโครโมโซม พวกมันไม่ได้ทำซ้ำทั้งหมดในระหว่างการแบ่งเซลล์ ดังนั้นเซลล์ใหม่แต่ละเซลล์จึงสั้นลงเล็กน้อย พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบต่อความชราและความชราภาพของเซลล์

โครโมโซมประกอบด้วยยีนหลายแสนยีน ดังนั้นชัดเจนว่าโครโมโซมต้องได้รับการเปลี่ยนแปลงเป็นชุด เวลาที่จะทำซ้ำเซลล์โดยการแบ่งเซลล์ นั่นคือ เซลล์ 2 ตัวเกิดขึ้นจากเดิม หนึ่ง. ที่นี่ centromere มีบทบาทสำคัญ ซึ่งไม่สามารถกระทำได้หากปราศจากการกระทำของ kinetochore.

• คุณอาจสนใจ: "เทโลเมียร์ มันคืออะไร ลักษณะ และสัมพันธ์กับอายุอย่างไร"

kinetochore คืออะไร?

kinetochore คือ โครงสร้างรูปแผ่นไตรลามินาร์ อยู่ที่เซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซม. ไมโครทูบูลของสปินเดิลไมโทติคถูกยึดไว้บนโครงสร้างเอกพจน์นี้ในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ ซึ่งเราจะอธิบายสั้นๆ ในบรรทัดต่อๆ ไป

kinetochore มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 350 ถึง 500 นาโนเมตร และด้วยฟังก์ชันการทำงานของโครโมโซม การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันของโครโมโซมที่โดดเด่นมากระหว่างการแบ่งเซลล์. ในโครโมโซมของสัตว์ มีส่วนสำคัญ 2 ส่วนที่แตกต่างกัน: ภายในและภายนอก

kinetochore ภายในถูกจัดระเบียบในลำดับ DNA ที่มีการทำซ้ำสูงและประกอบเข้าด้วยกันในรูปแบบพิเศษของโครมาติน ส่วนด้านในเป็นออสโมฟิลิกและสัมผัสโดยตรงกับโครโมโซมซึ่งมีความหนาประมาณ 40 นาโนเมตร

ในทางกลับกัน kinetochore ภายนอกเป็นโครงสร้างโปรตีนที่มีส่วนประกอบแบบไดนามิกจำนวนมากที่ทำงานเฉพาะระหว่างการแบ่งเซลล์เท่านั้น

บทบาทของ kinetochore ในการแบ่งเซลล์

เพื่อให้เข้าใจว่าจุดประสงค์ของ kinetochore มีพื้นฐานมาจากอะไร เราต้องทบทวนกระบวนการแบ่งเซลล์โดยสังเขป. เราจะเน้นที่การแบ่งเซลล์ เพราะมันอธิบายได้ง่ายกว่ามากและทำหน้าที่เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของงานของโครงสร้างนี้ เราบอกคุณถึงขั้นตอนโดยสรุป:

• อินเทอร์เฟซ: ระยะที่เซลล์ใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิต ในระหว่างนั้น การจำลองข้อมูลทางพันธุกรรมจะเกิดขึ้นเพื่อเตรียมการแบ่งเซลล์
• คำทำนาย: โครโมโซมควบแน่น เยื่อหุ้มนิวเคลียสแตก และเส้นใยของแกนไมโทติคจะเกิดขึ้น
• Metaphase - โครโมโซมที่จำลองแบบเรียงตัวอยู่ตรงกลางเซลล์
• Anaphase: โครโมโซมแยกออกจากกันและเซลล์ยาวขึ้นโดยมีขั้วเฉพาะ
• เยื่อหุ้มนิวเคลียสถูกสร้างขึ้นใหม่ที่ขั้ว 2 ขั้ว และเยื่อหุ้มเซลล์ใหม่ถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างเซลล์อิสระสองเซลล์

ผ่านกระบวนการนี้ เมื่อก่อนมีหนึ่งเซลล์ ตอนนี้มี 2 เซลล์ อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ ฟังก์ชัน Kinetochore ส่องผ่านใน metaphase และ anaphase.

โครงสร้างนี้เข้าร่วมโดย ไมโครทูบูลซึ่งเป็นการก่อตัวของอัลฟาและเบตาทูบูลินที่ไม่เสถียรซึ่งก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าแกนไมโทติค ในเมตาเฟส โครโมโซมทั้งหมดจะอยู่ในแนวเดียวกันที่กึ่งกลางของเซลล์ และระหว่างแอนาเฟส โครมาทิดแต่ละตัวจะถูกกำจัดออกไปด้วยการกระทำของไมโครทูบูล Kinetochores เป็นจุดเชื่อมต่อที่การก่อตัวของ tubulin เหล่านี้ถูกยึดไว้ ดังนั้นหากไม่มีพวกมัน จะไม่สามารถทำการแบ่งเซลล์ได้

นอกจากนี้ ควรสังเกตว่า จำนวนของ microtubules ที่จับกับ kinetochore แต่ละอันมีความผันแปรสูงขึ้นอยู่กับชนิดที่พิจารณา. ตัวอย่างเช่น ในยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ไมโครทูบูลตัวเดียวสัมพันธ์กับ kinetochore แต่ละตัว ในขณะที่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจำนวนนี้เพิ่มขึ้นอย่างง่ายดายจาก 15 เป็น 35 อย่างไรก็ตาม ไมโครทูบูลบางตัวของไมโทติสสปินเดิลไม่ถึงจุดไคเนโตคอร์ทั้งหมด

Kinettochores และจุดตรวจไมโทซิส

จุดตรวจไมโทซิสเป็นกลไกที่น่าสนใจที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการแบ่งโครโมโซมถูกต้องในระหว่างกระบวนการ กลไกที่เกี่ยวข้องในที่นี้ยืนยันว่าเฟสถัดไปของวัฏจักรเซลล์สามารถผ่านได้ในระหว่างการแบ่งตัว เนื่องจาก จำนวนโครโมโซมที่ไม่ถูกต้องในสำเนาของลูกสาวอาจทำให้เซลล์ตายได้ (ในกรณีที่ดีที่สุด) หรือชุดของความผิดปกติและการเปลี่ยนแปลงเช่นดาวน์ซินโดรมและมะเร็งบางชนิด

kinetochore ทำหน้าที่เป็นจุดตรวจแบบไมโทติค เนื่องจากหากตรวจพบความผิดปกติ การออกจากเฟสถัดไปจะล่าช้าจนกว่าจะได้รับการแก้ไข แน่นอนว่าไม่ใช่กลไกที่มีสติสัมปชัญญะในส่วนของเซลล์ แต่มันสะท้อนถึงระดับของการปรับแต่งที่ร่างกายของเราได้รับเพื่อให้ทุกอย่างเป็นไปด้วยดี

• คุณอาจสนใจ: "ความแตกต่างระหว่างไมโทซิสและไมโอซิส"

เรซูเม่

เราได้วางรากฐานของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม โครงสร้างโครโมโซม และขั้นตอนการแบ่งเซลล์แบบไมโทติค จากการสำรวจไคเนโตคอร์ ด้วยความรู้ทั้งหมดที่ได้มาในที่นี้ จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะสรุปได้ชัดเจน แต่มีสิ่งหนึ่งที่จำเป็น การวิจัยหลายร้อยปี: ร่างกายมนุษย์เป็นงานศิลปะที่แท้จริงจากมุมมอง วิวัฒนาการ

แต่ละส่วนเล็ก ๆ ของแต่ละส่วนของร่างกายของเรามีหน้าที่ที่จำเป็นและไม่สามารถถูกแทนที่ได้. หากไม่มีไคเนโทคอร์ ไมโครทูบูลก็ไม่สามารถยึดได้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะทำไมโทซิส ในระบบอวัยวะของมนุษย์ ทุกโครงสร้างมีความสำคัญ

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• Cinetochoir คลินิกมหาวิทยาลัย Navarra (CUN) หยิบขึ้นมาเมื่อวันที่ 5 มีนาคมใน https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/cinetocoro
• ฟลามินี, เอ็ม. ก. กอนซาเลซ น. วี. บาร์เบโต ซี. G., Badran, A. เอฟ, & โมเรโน, เอฟ ร. (1996). ศึกษาปัจจัยที่ก่อให้เกิดเนื้องอกที่กระตุ้นเซลล์ตับ สัตวแพทย์ Analecta, 16.
• ยีนและโครโมโซม คู่มือ MSD หยิบขึ้นมาเมื่อวันที่ 5 มีนาคมใน https://www.msdmanuals.com/es/hogar/fundamentos/gen%C3%A9tica/genes-y-cromosomas#:~:text=Un%20cromosoma%20contiene%20de%20cientos, โดย% 20m% C3% A1s% 20de% 20un% 20gen
• เมนโดซา, เอ็ม. ผม. N., Arques, C. P., Nicolas, F. E. และ Mula, V. ก. (2020). โมเสก centromeres:: การจัดระเบียบใหม่ของ centromeric chromatin ในเชื้อราที่สูญเสีย CENP-A [ป้องกันอีเมล] ฟอรั่ม, (69), 4.
• วัลดิเวีย, เอ็ม. เจ ม. (1993). ไคเนโตชอร์ การวิจัยและวิทยาศาสตร์, (204), 76-82.
• วิลเลียมส์, เอส. เจ (2016). ครอสทอล์คระหว่างการประกอบ kinetochore และการเกาะติดกันที่เซนโทรเมียร์