Kinetochorových je struktura proteinu specializující se na pohybující se chromozomy - nekonečných vláken, které obsahují genetický materiál - v buňce, která se bude dělit jedné ze dvou procesů buněčného dělení (mitózy nebo meiózy).
Kinetochores jsou tvořeny sestavením různých proteinů v oblasti zvané centroméra, která je umístěna ve středu duplikovaného chromozomu. Centroméra je hlavním spojovacím bodem mezi mikrotubuly vřetena a chromozomy, takže je lze rovnoměrně rozdělit mezi výsledné buňky.
Některé organismy mají pouze tuto centrální oblast, kde se nachází centroméra. Tyto organismy se nazývají „monocentrické“ a zahrnují obratlovce, velkou část rostlin a houby.
Naopak, existují některé organismy, jako jsou nematody (ploché červy) a některé rostliny, které sestavují kinetochore v difúzní centromě podél chromozomu, tyto organismy se nazývají „holocentricní“.
Struktura kinetochore
Kinetochore se skládá z vnitřní oblasti a vnější oblasti. Vnitřní oblast je spojena s centromérou pomocí vysoce opakující se DNA zvané „centromerická DNA“. Tento materiál se sestavuje do specializované formy chromatinu.
Vnější oblast kinetochoru je bohatá na proteiny, které slouží k připojení k mikrotubulům, které tvoří vřetenová vlákna na každém konci pólů buňky, která se má dělit. Tyto dynamické komponenty fungují pouze během mitózy.
Byla popsána třetí oblast zvaná vláknitá koruna, která je umístěna mezi vnitřní a vnější částí. Vláknitá koruna je vytvořena ze sítě permanentních a dočasných proteinů a její funkcí je pomáhat regulovat připojení mikrotubulů k vnější desce.
Každá oblast pracuje zvláštním způsobem, aby pomohla při separaci sesterských chromatidů. Jejich aktivity a vztahy nastávají pouze při dělení buněk a jsou nezbytné, protože pomáhají oddělit chromatidy. Každý chromatid má svůj vlastní kinetochore.
Funkce kinetochore
Kinetochore vykonává mnoho důležitých funkcí pro dělící buňku, včetně následujících:
- Vazba konců mikrotubulů na chromozomy
-Kontrola těchto odborů před dělením buněk
- Aktivace kontrolního bodu pro zpoždění postupu buněčného cyklu (pokud jsou detekovány závady)
-Vytvoření síly potřebné k mobilizaci chromozomů k pólu.
Význam v buněčném dělení
Během buněčného cyklu jsou v určitých stádiích prováděny kontroly, aby se zajistilo, že k dělení buněk dochází správně a bez chyb.
Jedna z kontrol zahrnuje ověření, že vlákna vřetena jsou správně připojena k chromozomům v jejich kinetochorech. Pokud ne, buňka by mohla skončit se špatným počtem chromozomů.
Když jsou zjištěny chyby, proces buněčného cyklu se zastaví, dokud nebudou provedeny opravy. Pokud tyto chyby nelze napravit, buňka se samodestrukuje procesem zvaným apoptóza.
A konečně je kinetochore nezbytným molekulárním strojem, který řídí segregaci chromozomů během mitózy a meiózy. Bylo identifikováno asi 100 proteinů se širokou škálou funkcí důležitých pro správné dělení buněk.
Reference
- Albertson, DG, a Thomson, JN (1993). Segregace holocentrických chromozomů při meióze v nematodách, Caenorhabditis elegans. Chromosome Research, 1 (1), 15–26.
- Chan, GK, Liu, ST, & Yen, TJ (2005). Struktura a funkce kinetochore. Trends in Cell Biology, 15 (11), 589–598.
- Cheeseman, IM (2016). Kinetochore. Perspektivy studeného jara v biologii, 6 (7), 1-19.
- Cleveland, DW, Mao, Y., & Sullivan, KF (2003). Centromery a kinetochory: Od epigenetiky po mitotickou signalizaci kontrolního bodu. Cell, 112 (4), 407-421.
- Johnson, MK, a Wise, DA (2009). Kinetochore se pohybuje dál: Přínosy molekulárních a genetických technik k našemu porozumění mitóze. 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. ed.). WH Freeman and Company.
- Maiato, H. (2004). Rozhraní dynamického kinetochore-mikrotubule. Journal of Cell Science, 117 (23), 5461–5477.
- van Hooff, JJ, Tromer, E., van Wijk, LM, Snel, B., & Kops, GJ (2017). Evoluční dynamika kinetochoreové sítě v eukaryotech odhalená srovnávací genomikou. EMBO Reports, 1-13.