Rola kinetochoru podczas podziału komórek

Zina Deretsky/Narodowa Fundacja Nauki

Miejsce, w którym dwa chromosomy (każdy znany jako chromatyda przed podziałem komórki) są połączone, zanim podzielą się na dwa, nazywa się centromerem. Kinetochor to fragment białka znajdujący się na centromerze każdej chromatydy. To tam chromatydy są ściśle połączone. Kiedy nadejdzie czas, w odpowiedniej fazie podziału komórki, ostatecznym celem kinetochoru jest przesunięcie chromosomów podczas mitozy i mejozy.

Możesz myśleć o kinetochorze jako o węźle lub centralnym punkcie gry w przeciąganie liny. Każda strona ciągnąca to chromatyda przygotowująca się do oderwania się i stania się częścią nowej komórki.

Ruchome chromosomy

Słowo „kinetochor” mówi, co robi. Przedrostek „kineto-” oznacza „przesuń się”, a przyrostek „-obowiązek” oznacza również „przesuń się lub rozłóż”. Każdy chromosom ma dwa kinetochory. Mikrotubule wiążące chromosom nazywane są mikrotubulami kinetochorowymi. Włókna kinetochorowe rozciągają się od regionu kinetochorowego i przyłączają chromosomy do mikrotubule włókna polarne wrzecionowe. Włókna te współpracują ze sobą, aby oddzielić chromosomy podczas podziału komórki.

Lokalizacja oraz kontrole i salda

Kinetochory tworzą się w centralnym regionie lub centromerze zduplikowanego chromosomu. Kinetochor składa się z obszaru wewnętrznego i obszaru zewnętrznego. Region wewnętrzny jest związany z chromosomalnym DNA. Region zewnętrzny łączy się z włókna wrzeciona .

Kinetochory odgrywają również ważną rolę w punkcie kontrolnym montażu wrzeciona komórki. Podczas cykl komórkowy , na niektórych etapach cyklu przeprowadzane są kontrole w celu zapewnienia prawidłowego podziału komórek.

Jedna z kontroli polega na upewnieniu się, że włókna wrzeciona są prawidłowo przymocowane do chromosomów w ich kinetochorach. Dwa kinetochory każdego chromosomu powinny być przyłączone do mikrotubul z przeciwległych biegunów wrzeciona. Jeśli nie, podział komórka może skończyć się nieprawidłową liczbą chromosomów. Po wykryciu błędów proces cyklu komórkowego jest zatrzymywany do czasu wprowadzenia poprawek. Jeśli te błędy lub mutacje nie da się skorygować, komórka ulegnie samozniszczeniu w procesie zwanym apoptoza .

Mitoza

W procesie podziału komórki istnieje kilka faz, w których struktury komórkowe współpracują ze sobą w celu zapewnienia dobrego podziału. W metafazie mitozy kinetochory i włókna wrzeciona pomagają ułożyć chromosomy wzdłuż centralnego obszaru komórki zwanego płytką metafazy.

Podczas anafazy włókna polarne odsuwają bieguny komórek dalej od siebie, a włókna kinetochorowe skracają się, podobnie jak w dziecięcej zabawce, chińskiej pułapce na palce. Kinetochory mocno chwytają włókna polarne, gdy są przyciągane do biegunów komórek. Następnie białka kinetochorowe, które utrzymują razem chromatydy siostrzane, zostają rozbite, co pozwala im się rozdzielić. W chińskiej analogii do pułapki na palce byłoby to tak, jakby ktoś wziął nożyce i przeciął pułapkę w środku, uwalniając obie strony. W rezultacie w biologii komórkowej chromatydy siostrzane są przyciągane w kierunku przeciwnych biegunów komórek. Pod koniec mitozy powstają dwie komórki potomne z pełnym zestawem chromosomów.

Mejoza

W mejozie, a komórka przechodzi przez proces podziału dwa razy. W​ pierwszej części procesu, mejoza ja kinetochory są selektywnie przyłączone do włókien polarnych rozciągających się tylko od jednego bieguna komórki. Powoduje to oddzielenie chromosomy homologiczne (pary chromosomów), ale nie chromatydy siostrzane podczas mejozy I.

W kolejnej części procesu, mejozie II, kinetochory przyczepiane są do włókien polarnych wystających z obu biegunów komórki. Pod koniec mejozy II chromatydy siostrzane są rozdzielone, a chromosomy są rozdzielone między cztery komórki potomne.