Das Kinetochor Es ist ein Proteinkomplex, der mit den Zentromeren der Chromosomen in höheren Eukaryoten assoziiert ist. Es stellt den Hauptbefestigungspunkt für die Mikrotubuli der Spindel während der Zellteilung dar, entweder durch Mitose oder durch Meiose.
Eukaryontische Chromosomen haben eine spezielle Region, die als Zentromer bekannt ist. Dabei handelt es sich um ein sehr kompaktes DNA-Segment (in Form von Chromatin), dessen Hauptfunktion darin besteht, die ordnungsgemäße Verteilung doppelter Chromosomen während der Zellteilung sicherzustellen..
Während der Mitose wird beispielsweise das genetische Material (DNA) einer Zelle während dupliziert Schnittstelle, was zur Bildung von zwei Kopien jedes Chromosoms führt, die während der kondensieren Metaphase und werden als zwei Schwesterchromatiden dargestellt, die durch das Zentromer miteinander verbunden sind.
Die Trennung dieser Chromatiden zu jedem Pol der Zelle zu Beginn der Teilung erfolgt dank der Adhäsion der Mikrotubuli der mitotischen Spindel an die zentromere Region, insbesondere an den damit verbundenen Proteinkomplex, der als Kinetochor bekannt ist..
Jedes Chromosom ist mit zwei Kinetochoren assoziiert, an denen Mikrotubuli der mitotischen Spindel befestigt sind, die als kinetochore Mikrotubuli bekannt sind. Diese Vereinigung erfolgt dank der Verbindung zwischen den Mikrotubuli und Proteinfasern, die aus dem Kinetochor austreten.
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Kinetochoren werden im zentromeren Bereich der Chromosomen nach ihrer Vervielfältigung gebildet, die in den Stadien vor der Zellteilung stattfindet.
Diese Bildung hängt von der Assoziation des Kinetochors mit speziellen Teilen der DNA in der Zentromerregion ab, die als Gerüst für die Bildung des ersteren dienen..
In diesen Regionen werden mit einer speziellen Variante von Histon H3 Nukleosomen gebildet, die zentromere DNA in Form von Chromatin verdichten.
Es gibt einige Unterschiede in der Struktur des Kinetochors zwischen pflanzlichen und tierischen Zellen, und es ist das Kinetochor der Zellen von Säugetieren, das am ausführlichsten untersucht wurde..
Im Allgemeinen wird gesagt, dass der Kinetochor-Proteinkomplex eine "laminare" Struktur mit einer inneren und einer äußeren Region aufweist, wobei die erste auf die Vereinigung von Proteinen mit chromosomaler DNA und die zweite auf die Vereinigung der Spindelfasern spezialisiert ist..
Einige Spezialisten auf diesem Gebiet weisen auf das Vorhandensein eines dritten "Blattes" oder einer "Schicht" hin, die die Schnittstelle zwischen den internen und externen Regionen darstellt..
Die innere Region des Kinetochors wird durch ein konstitutives Netzwerk von Proteinen gebildet, die mit dem Zentromer assoziiert sind, bekannt als CCAN (aus dem Englischen) Konstitutives zentromerassoziiertes Netzwerk), von denen viele direkt mit den Histonproteinen der zentromeren Nukleosomen assoziiert sind.
Die äußere Region des Kinetochors besteht andererseits aus zwei Hauptproteinkomplexen, die als Ndc80-Komplex und Mis12-Komplex bekannt sind und jeweils aus mehreren Proteinuntereinheiten bestehen..
Von beiden ist Ndc80 für die Bildung von Mikrotubuli-Bindungsstellen essentiell und Mis12 ist die "Bindung" zwischen den Komponenten der inneren und äußeren Regionen des Kinetochors..
Die Bildung von Kinetochoren in eukaryotischen Chromosomen hängt von mehr als 50 Proteinen ab (einige Autoren schlagen mehr als 100 vor), und während dieses Prozesses werden die inneren und äußeren Regionen dieser Strukturen offensichtlich und gebildet..
Der Hauptbezugspunkt für die Bildung des Kinetochors auf den chromosomalen Zentromeren ist die als Cse4 / Cnp1 / CENP-A bekannte Variante des Histons H3, da sie für die Lokalisierung fast aller Proteine des Kinetochors erforderlich ist..
Wir können sagen, dass der Montageprozess dieses Komplexes die spezifische Erkennung mehrerer Teilnehmer erfordert, von denen jeder spezifische Funktionen hat und wahrscheinlich in einer Reihenfolge oder hierarchischen Reihenfolge:
- Einige Proteine wirken bei der Erkennung der beteiligten Teile, dh der zentromeren Nukleosomen und der Mikrotubuli der Spindel..
- Einige Proteine stabilisieren die Proteinkomplexe um das Zentromer.
- Andere sind an der Stabilisierung der Verbindungen zwischen Mikrotubuli und Kinetochor beteiligt..
- Es gibt Proteine, die die Trennung der Chromatiden verhindern, bis die Kinetochoren von jedem Zellpol perfekt an der mitotischen Spindel befestigt sind..
- Es gibt auch Proteine, die die Bewegung der Chromosomen mit der Depolymerisation der Mikrotubuli der Spindel koppeln..
- Zu diesen Komplexen gehören auch Motorproteine wie das Dynein / Dynactin-Paar, die unter anderem bei der Rekrutierung von regulatorischen Proteinen zum Kinetochor und bei der Bewegung von Chromatiden eine Rolle spielen..
- Schließlich gibt es Proteine, die die Funktion der anderen Proteine im Komplex regulieren und deren Aktivität hemmen oder fördern..
Das Kinetochor ist ein sehr wichtiger Teilkomplex, der mit dem Zentromer assoziiert ist, da, wie wir kommentiert haben, die korrekte Trennung oder Trennung von Schwesterchromatiden während der Zellteilung davon abhängt..
Die Trennung dieser Chromatiden ist für die Aufrechterhaltung des Zelllebens wesentlich, da jede Tochterzelle während der Teilung der Zelle, die sie hervorruft, die gleiche Menge an genetischem Material erhalten muss, um die Zelllinie und / oder den Organismus aufrechtzuerhalten fraglich.
Zusätzlich zu dieser Funktion schlagen viele Autoren vor, dass das Kinetochor als Organisationszentrum für die Mikrotubuli fungiert, die auf die Chromosomen gerichtet sind..
Die Zellteilung, ob durch Mitose oder Meiose, ist ein heikler Prozess, der große Sorgfalt und Genauigkeit erfordert, was durch die Existenz sogenannter "Kontrollpunkte" belegt wird..
Einer dieser Kontrollpunkte besteht darin, dass die Zelle "sicherstellt", dass die mitotischen Spindelfasern über die Kinetochoren korrekt an den Chromosomen befestigt sind. Die Fasern von den entgegengesetzten Polen der sich teilenden Zelle sollten an jedes der Schwesterchromatiden gebunden werden, um sie korrekt zu trennen.
Wenn die Chromosomen korrekt dupliziert wurden, wirken die Kinetochoren und die Fasern der mitotischen Spindel bei der Anordnung der Chromosomen und ihrer Kopien im zentralen Bereich der Zelle (auch als Metaphasenplatte bekannt)..
Während der Anaphase, Wenn die Spindelfasern jede Kopie der Chromosomen in Richtung entgegengesetzter Pole der Zelle "ziehen", werden einige der kinetochoren Proteine, die die Schwesterchromatiden zusammenhalten, zerlegt, wodurch ihre Trennung ermöglicht wird.
Meiose ist ein Prozess der Zellteilung, der sehr ähnlich und gleichzeitig sehr verschieden von der Mitose ist, da sich die Zelle "zweimal" teilt..
Während der ersten meiotischen Teilung heften sich die Kinetochoren an die Spindelfasern, die von jedem Pol kommen, und trennen die homologen Chromosomen und nicht die Schwesterchromatiden..
Später, während der zweiten Teilung, werden die Kinetochoren wieder mit den Fasern der Spindel verbunden, die von jedem Pol ausgehen, und trennen die Schwesterchromatiden für ihre Verteilung unter den Tochterzellen..
Der Erfolg der Produktion "gesunder" Geschlechtszellen hängt in hohem Maße von der korrekten Funktion der Kinetochoren auf jedem Chromosom ab, da die fehlerhafte Trennung eines Chromosoms beim Menschen wichtige pathologische Zustände wie Trisomie 21 oder Down verursachen kann Syndrom zum Beispiel.
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