Il cinetocore È un complesso proteico associato ai centromeri dei cromosomi negli eucarioti superiori. Rappresenta il principale punto di attacco dei microtubuli del fuso durante la divisione cellulare, sia per mitosi che per meiosi.
I cromosomi eucariotici hanno una regione speciale nota come centromero, che in realtà è un segmento di DNA molto compatto (sotto forma di cromatina), la cui funzione principale è quella di garantire la corretta distribuzione dei cromosomi duplicati durante la divisione cellulare..
Durante la mitosi, ad esempio, il materiale genetico (DNA) di una cellula viene duplicato durante interfaccia, con conseguente formazione di due copie di ciascun cromosoma, che si condensano durante il metafase e sono visualizzati come due cromatidi fratelli, uniti insieme attraverso il centromero.
La separazione di questi cromatidi verso ciascun polo della cellula quando inizia la divisione avviene grazie all'adesione dei microtubuli del fuso mitotico alla regione centromerica, in particolare al complesso proteico ad esso associato, noto come cinetocore..
Ogni cromosoma è associato a due cinetocori, ai quali sono attaccati i microtubuli del fuso mitotico noti come microtubuli cinetocorici. Questa unione avviene grazie alla connessione tra detti microtubuli e le fibre proteiche che emergono dal cinetocore.
Indice articolo
I cinetocori si formano nella regione centromerica dei cromosomi dopo la loro duplicazione, che avviene nelle fasi precedenti alla divisione cellulare.
Questa formazione dipende dall'associazione del cinetocore con porzioni speciali di DNA nella regione del centromero, che fungono da impalcatura per la formazione del primo..
In queste regioni, i nucleosomi che compattano il DNA centromerico sotto forma di cromatina si formano con una variante speciale dell'istone H3.
Ci sono alcune differenze nella struttura del cinetocore tra cellule vegetali e animali, ed è il cinetocore delle cellule di animali mammiferi che è stato studiato più ampiamente..
In termini generali, si dice che il complesso proteico cinetocore abbia una struttura "laminare", con una regione interna ed una esterna, la prima specializzata nell'unione di proteine al DNA cromosomico e la seconda nell'unione delle fibre del fuso..
Alcuni specialisti del settore evidenziano la presenza di un terzo "foglio" o "strato", che rappresenta l'interfaccia tra le regioni interne ed esterne..
La regione interna del cinetocore è formata da una rete costitutiva di proteine associate al centromero, noto come CCAN (dall'inglese Rete Costitutiva Associata al Centromero), molti dei quali sono direttamente associati alle proteine istoniche dei nucleosomi centromerici.
La regione esterna del cinetocore, d'altra parte, è costituita da due complessi proteici principali noti come complesso Ndc80 e complesso Mis12, ciascuno costituito da diverse subunità proteiche..
Di entrambi, Ndc80 è essenziale per la formazione di siti di legame dei microtubuli e Mis12 è il "legame" tra i componenti delle regioni interne ed esterne del cinetocore..
La formazione dei cinetocori nei cromosomi eucariotici dipende da più di 50 proteine (alcuni autori ne propongono più di 100), ed è durante questo processo che le regioni interne ed esterne di queste strutture diventano evidenti e si formano..
Il principale punto di riferimento per la formazione del cinetocore sui centromeri cromosomici è la variante dell'istone H3 nota come Cse4 / Cnp1 / CENP-A, poiché è necessaria per la localizzazione di quasi tutte le proteine del cinetocore..
Possiamo dire che il processo di assemblaggio di questo complesso richiede il riconoscimento specifico di più partecipanti, ognuno con funzioni specifiche e probabilmente in sequenza o ordine gerarchico:
- Alcune proteine funzionano nel riconoscimento delle parti coinvolte, cioè i nucleosomi centromerici ei microtubuli del fuso..
- Alcune proteine funzionano per stabilizzare i complessi proteici attorno al centromero.
- Altri partecipano alla stabilizzazione delle giunzioni tra i microtubuli e il cinetocore..
- Ci sono proteine che impediscono la separazione dei cromatidi fino a quando i cinetocori non sono perfettamente attaccati al fuso mitotico da ciascun polo cellulare..
- Esistono anche proteine che accoppiano il movimento dei cromosomi con la depolimerizzazione dei microtubuli del fuso..
- Questi complessi includono anche proteine motorie come la coppia dineina / dinattina che, tra le altre cose, funzionano nel reclutamento di proteine regolatrici nel cinetocore e nel movimento dei cromatidi..
- Esistono infine proteine che regolano la funzione delle altre proteine del complesso, inibendone o promuovendone l'attività..
Il cinetocore è una parte complessa molto importante associata al centromero perché, come abbiamo commentato, da esso dipende la corretta segregazione o separazione dei cromatidi fratelli durante la divisione cellulare..
La segregazione di questi cromatidi è essenziale per il mantenimento della vita cellulare, poiché ogni cellula figlia deve ricevere la stessa quantità di materiale genetico durante la divisione della cellula che la origina, al fine di perpetuare la linea cellulare e / o l'organismo in questione.
Oltre a questa funzione, molti autori suggeriscono che il cinetocore funzioni come un centro organizzativo per i microtubuli diretti verso i cromosomi..
La divisione cellulare, sia per mitosi che per meiosi, è un processo delicato che richiede grande cura e rigore, il che è evidenziato dall'esistenza di quelli che sono noti come "punti di controllo".
Uno di questi punti di controllo coinvolge la cellula "assicurarsi" che le fibre del fuso mitotico siano correttamente attaccate ai cromosomi attraverso i cinetocori. Le fibre dei poli opposti della cellula divisoria dovrebbero essere attaccate a ciascuno dei cromatidi fratelli, al fine di separarli correttamente.
Quando i cromosomi sono stati duplicati correttamente, i cinetocori e le fibre del fuso mitotico funzionano nell'ordine dei cromosomi e le loro copie nella regione centrale della cellula (nota anche come piastra metafase)..
Durante anafase, Quando le fibre del fuso "tirano" ciascuna copia dei cromosomi verso i poli opposti della cellula, allora alcune delle proteine cinetocoriche che tengono insieme i cromatidi fratelli vengono smontate, permettendo la loro separazione.
La meiosi è un processo di divisione cellulare molto simile e allo stesso tempo molto diverso dalla mitosi, poiché la cellula si divide "due volte".
Durante la prima divisione meiotica, i cinetocori si attaccano alle fibre del fuso che provengono da ciascun polo, separando i cromosomi omologhi e non i cromatidi fratelli..
Successivamente, durante la seconda divisione, i cinetocori vengono nuovamente collegati alle fibre del fuso che nascono da ciascun polo, separando i cromatidi fratelli per la loro distribuzione tra le cellule figlie..
Il successo della produzione di cellule sessuali "sane" dipende, in larga misura, dalla corretta funzione dei cinetocori su ciascun cromosoma, poiché l'errata segregazione di qualsiasi cromosoma può causare importanti condizioni patologiche nell'uomo, come la trisomia 21 o Down sindrome, per esempio.
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