Cinetochoir co to je, trénink, funkce

The kinetochore Jedná se o proteinový komplex spojený s centromery chromozomů u vyšších eukaryot. Představuje hlavní bod připojení pro mikrotubuly vřetena během dělení buněk, a to buď mitózou nebo meiózou.

Eukaryotické chromozomy mají speciální oblast známou jako centroméra, což je ve skutečnosti velmi kompaktní segment DNA (ve formě chromatinu), jehož hlavní funkcí je zajistit správnou distribuci duplikovaných chromozomů během dělení buněk..

Během mitózy se například duplikuje genetický materiál (DNA) buňky rozhraní, což má za následek tvorbu dvou kopií každého chromozomu, které kondenzují během metafáze a jsou vizualizovány jako dvě sesterské chromatidy spojené centromérou.

K oddělování těchto chromatidů směrem ke každému pólu buňky, když začíná dělení, dochází díky adhezi mikrotubulů mitotického vřetene k centromerické oblasti, konkrétně k proteinovému komplexu s ním spojenému, známému jako kinetochore..

Každý chromozom je spojen se dvěma kinetochory, ke kterým jsou připojeny mikrotubuly mitotického vřetene známé jako kinetochorické mikrotubuly. Toto spojení nastává díky spojení mezi uvedenými mikrotubuly a bílkovinnými vlákny, která vycházejí z kinetochore.

Rejstřík článků

• 1 Vznik kinetochore
  • 1.1 Ultrastruktura kinetochore
  • 1.2 Montáž nebo vytvoření kinetochore
• 2 Funkce kinetochore
  • 2.1 Kontrolní bod pro dělení buněk
  • 2.2 Kinetochor během mitózy
  • 2.3 Kinetochore během meiózy
• 3 Odkazy

Kinetochore formace

Kinetochory se tvoří v centromerické oblasti chromozomů po jejich duplikaci, která probíhá ve fázích před buněčným dělením.

Tato formace závisí na asociaci kinetochore se speciálními částmi DNA v oblasti centromér, které slouží jako lešení pro formování této..

V těchto oblastech se tvoří nukleosomy, které kompaktní centromerní DNA ve formě chromatinu, se speciální variantou histonu H3.

Ultrastruktura kinetochore

Existují určité rozdíly ve struktuře kinetochore mezi rostlinnými a zvířecími buňkami a právě kinetochore buněk savčích zvířat byl nejvíce studován..

Obecně se říká, že proteinový komplex kinetochore má „laminární“ strukturu, s vnitřní oblastí a vnější, první se specializuje na spojení proteinů s chromozomální DNA a druhá na spojení vláken vřetena..

Někteří odborníci v této oblasti zdůrazňují přítomnost třetího „listu“ nebo „vrstvy“, která představuje rozhraní mezi vnitřní a vnější oblastí..

Vnitřní oblast kinetochore je tvořena konstitutivní sítí proteinů spojených s centromérou, známou jako CCAN (z angličtiny Síť spojená s konstitutivní centromérou), z nichž mnohé jsou přímo spojeny s histonovými proteiny centromerických nukleosomů.

Vnější oblast kinetochore, na druhé straně, je tvořena dvěma hlavními proteinovými komplexy známými jako komplex Ndc80 a komplexem Mis12, z nichž každý je tvořen několika proteinovými podjednotkami..

Z obou je Ndc80 nezbytný pro tvorbu vazebných míst pro mikrotubuly a Mis12 je „vazba“ mezi složkami vnitřní a vnější oblasti kinetochore..

Sestavení nebo vytvoření kinetochore

Tvorba kinetochorů v eukaryotických chromozomech závisí na více než 50 proteinech (někteří autoři navrhují více než 100) a během tohoto procesu jsou patrné a tvoří se vnitřní a vnější oblasti těchto struktur..

Hlavním referenčním bodem pro tvorbu kinetochore na chromozomálních centromerech je varianta histonu H3 známá jako Cse4 / Cnp1 / CENP-A, protože je nezbytná pro lokalizaci téměř všech proteinů kinetochore..

Můžeme říci, že proces sestavení tohoto komplexu vyžaduje specifické uznání více účastníků, z nichž každý má specifické funkce a pravděpodobně v pořadí nebo hierarchickém pořadí:

- Některé proteiny fungují při rozpoznávání zapojených částí, tj. Centromerických nukleosomů a mikrotubulů vřetena..

- Některé proteiny fungují při stabilizaci proteinových komplexů kolem centromery.

- Jiní se podílejí na stabilizaci spojení mezi mikrotubuly a kinetochórem..

- Existují proteiny, které brání separaci chromatidů, dokud nejsou kinetochory dokonale připojeny k mitotickému vřetenu z každého pólu buňky..

- Existují také proteiny, které spojují pohyb chromozomů s depolymerací mikrotubulů vřetena..

- Tyto komplexy také zahrnují motorické proteiny, jako je pár dynein / dynaktin, které mimo jiné fungují při náboru regulačních proteinů do kinetochore a při pohybu chromatidů..

- Nakonec existují proteiny, které regulují funkci ostatních proteinů v komplexu a inhibují nebo podporují jejich aktivitu..

Funkce Kinetochore

Kinetochore je velmi důležitý komplexní komplex spojený s centromérou, protože, jak jsme již uvedli, závisí na něm správná segregace nebo separace sesterských chromatid během dělení buněk..

Segregace těchto chromatidů je nezbytná pro udržení buněčného života, protože každá dceřiná buňka musí dostat stejné množství genetického materiálu během dělení buňky, která je vede k udržení buněčné linie a / nebo organismu v otázce.

Kromě této funkce mnoho autorů naznačuje, že kinetochore funguje jako organizační centrum pro mikrotubuly, které jsou směrovány k chromozomům..

Kontrolní bod pro dělení buněk

Dělení buněk, ať už mitózou nebo meiózou, je choulostivý proces vyžadující velkou péči a důslednost, o čemž svědčí existence takzvaných „kontrolních bodů“.

Jeden z těchto kontrolních bodů zahrnuje buňku „zajišťující“, aby mitotická vřetenová vlákna byla správně připojena k chromozomům prostřednictvím kinetochorů. Vlákna z protilehlých pólů dělicí buňky by měla být připojena ke každé ze sesterských chromatid, aby byly správně odděleny.

Kinetochor během mitózy

Když byly chromozomy správně duplikovány, fungují kinetochory a vlákna mitotického vřetena v pořadí chromozomů a jejich kopií v centrální oblasti buňky (také známé jako metafázová deska)..

Během anafáze, Když vlákna vřetena „táhnou“ každou kopii chromozomů směrem k opačným pólům buňky, pak se rozloží některé z kinetochorických proteinů, které drží sesterské chromatidy pohromadě, což umožňuje jejich oddělení.

Kinetochore během meiózy

Meióza je proces buněčného dělení velmi podobný a zároveň velmi odlišný od mitózy, protože buňka se dělí „dvakrát“.

Během prvního meiotického dělení se kinetochory připojují k vláknům vřetena, která pocházejí z každého pólu, oddělují homologní chromozomy a ne sesterské chromatidy..

Později, během druhého dělení, jsou kinetochory opět připojeny k vláknům vřetena, která vznikají z každého pólu, oddělující sesterské chromatidy pro jejich distribuci mezi dceřinými buňkami..

Úspěch produkce „zdravých“ pohlavních buněk závisí do značné míry na správné funkci kinetochorů na každém chromozomu, protože chybná segregace jakéhokoli chromozomu může u člověka způsobit důležité patologické stavy, jako je trizomie 21 nebo Down syndrom, například.

Reference

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molekulární biologie buňky. Věnec věnec. New York, 1227-1242.
2. Brenner, S., Pepper, D., Berns, M. W., Tan, E., & Brinkley, B. R. (1981). Struktura, duplikace a distribuce kinetochorů v savčích buňkách: analýza lidskými autoprotilátkami od pacientů se sklerodermií. The Journal of Cell Biology, 91 (1), 95-102.
3. Chan, G. K., Liu, S. T. a Yen, T. J. (2005). Struktura a funkce kinetochore. Trendy v buněčné biologii, 15 (11), 589-598.
4. Cheeseman, I. M. (2014). Kinetochore. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii, 6 (7), a015826.
5. Tooley, J., & Stukenberg, P. T. (2011). Komplex Ndc80: integrace mnoha pohybů kinetochore. Chromozomový výzkum: mezinárodní časopis o molekulárních, supramolekulárních a evolučních aspektech biologie chromozomů, 19 (3), 377-391.
6. Yamagishi, Y., Sakuno, T., Goto, Y., a Watanabe, Y. (2014). Složení kinetochore a jeho funkce: poučení z kvasinek. Recenze mikrobiologie FEMS, 38 (2), 185-200.