Den kinetochore er en proteinstruktur som spesialiserer seg på å bevege kromosomer - de filamenter som inneholder genetisk materiale - i en celle som kommer til å dividere med en av de to prosesser av celledeling (mitose eller meiose).
Kinetokorer dannes ved sammensetningen av forskjellige proteiner i et område som kalles sentromer, som ligger i sentrum av et duplisert kromosom. Sentromerene er hovedforbindelsespunktet mellom mikrotubulene i spindelen og kromosomene, på en slik måte at disse kan fordeles likt mellom de resulterende cellene.
Noen organismer har bare denne sentrale regionen der sentromerene er lokalisert. Disse organismer kalles "monosentriske" og inkluderer virveldyr, en stor del av planter og sopp.
Tvert imot, det er noen organismer som nematoder (flate ormer) og noen planter som samler kinetokorene i en diffus sentromere langs kromosomet, disse organismene kalles "holosentrisk".
Strukturen til kinetokoren
En kinetokore består av et indre område og et ytre område. Det indre området er koblet til sentromerene gjennom sterkt repeterende DNA kalt "sentromert DNA". Dette materialet samles i en spesialisert form for kromatin.
Det ytre området av kinetokoren er rik på proteiner, som tjener til å koble til mikrotubuli som utgjør spindelfibrene i hver ende av polene i en celle som skal dele seg. Disse dynamiske komponentene fungerer bare under mitose.
Det er beskrevet en tredje region kalt fibrøs krone, som ligger mellom de indre og ytre delene. Den fibrøse kronen er laget av et nettverk av permanente og midlertidige proteiner, og dens funksjon er å bidra til å regulere feste av mikrotubuli til den ytre platen.
Hver region jobber på en spesiell måte for å hjelpe til med separasjonen av søsterkromatider. Deres aktiviteter og forhold skjer bare under celledeling og er essensielle da de hjelper til med å skille kromatidene. Hver kromatid har sin egen kinetokore.
Kinetochore funksjoner
Kinetochore utfører mange viktige funksjoner for delingscellen, inkludert følgende:
-Bindingen av endene av mikrotubuli til kromosomer
-Sjekk av disse fagforeningene før celledeling
-Aktiveringen av et sjekkpunkt for å forsinke utviklingen av cellesyklusen (hvis det oppdages feil)
-Den generering av kraften som er nødvendig for å mobilisere kromosomene mot polene.
Betydningen i celledeling
I løpet av cellesyklusen utføres kontroller i visse stadier for å sikre at celledelingen skjer riktig og uten feil.
En av kontrollene innebærer å sørge for at spindelfibrene er riktig festet til kromosomene i kinetokorene deres. Hvis ikke, kan cellen ende opp med feil antall kromosomer.
Når feil blir oppdaget, stopper cellesyklusprosessen til korreksjoner er gjort. Hvis disse feilene ikke kan rettes, vil cellen selvdestruksjonere gjennom en prosess som kalles apoptose.
Til slutt er kinetokoren en essensiell molekylær maskin som driver kromosom segregering under mitose og meiose. Det er identifisert rundt 100 proteiner med et bredt spekter av funksjoner som er viktige for riktig celledeling.
referanser
- Albertson, DG, & Thomson, JN (1993). Segregering av holosentriske kromosomer ved meiose i nematoden, Caenorhabditis elegans. Kromosomforskning, 1 (1), 15–26.
- Chan, GK, Liu, ST, & Yen, TJ (2005). Kinetokore struktur og funksjon. Trends in Cell Biology, 15 (11), 589–598.
- Cheeseman, IM (2016). Kinetochore. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 6 (7), 1–19.
- Cleveland, DW, Mao, Y., & Sullivan, KF (2003). Sentromerer og kinetokorer: Fra epigenetikk til signalisering av mitotisk sjekkpunkt. Cell, 112 (4), 407-421.
- Johnson, MK, & Wise, DA (2009). Kinetochore beveger seg fremover: Bidrag fra molekylære og genetiske teknikker til vår forståelse av mitose. BioScience, 59 (11), 933-943.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. utg.). WH Freeman and Company.
- Maiato, H. (2004). Det dynamiske kinetochore-mikrotubule grensesnittet. Journal of Cell Science, 117 (23), 5461–5477.
- van Hooff, JJ, Tromer, E., van Wijk, LM, Snel, B., & Kops, GJ (2017). Evolusjonsdynamikk i kinetochore-nettverket i eukaryoter, slik det er avdekket av komparativ genomikk. EMBO-rapporter, 1–13.