De kinetochoor is een eiwitstructuur die gespecialiseerd is in bewegende chromosomen - de filamenten die genetisch materiaal bevatten - in een cel die zich gaat delen door een van de twee processen van celdeling (mitose of meiose).
Kinetochoren worden gevormd door de assemblage van verschillende eiwitten in een gebied dat de centromeer wordt genoemd, dat zich in het midden van een gedupliceerd chromosoom bevindt. Het centromeer is het belangrijkste verbindingspunt tussen de microtubuli van de spil en de chromosomen, zodanig dat deze gelijkmatig over de resulterende cellen kunnen worden verdeeld.
Sommige organismen hebben alleen dit centrale gebied waar de centromeer zich bevindt. Deze organismen worden "monocentrisch" genoemd en omvatten gewervelde dieren, een groot deel van de planten en schimmels.
Integendeel, er zijn enkele organismen zoals nematoden (platte wormen) en sommige planten die de kinetochoren verzamelen in een diffuus centromeer langs het chromosoom, deze organismen worden "holocentrisch" genoemd.
Structuur van de kinetochoor
Een kinetochoor bestaat uit een binnengebied en een buitengebied. Het binnenste gebied is verbonden met het centromeer door middel van zeer repetitief DNA dat "centromeer DNA" wordt genoemd. Dit materiaal assembleert tot een gespecialiseerde vorm van chromatine.
Het buitenste gebied van de kinetochoor is rijk aan eiwitten, die dienen om verbinding te maken met de microtubuli die de spilvezels vormen aan elk uiteinde van de polen van een cel die op het punt staat te delen. Deze dynamische componenten werken alleen tijdens mitose.
Een derde gebied genaamd fibreuze kroon is beschreven, dat zich tussen de interne en externe delen bevindt. De vezelige kroon is gemaakt van een netwerk van permanente en tijdelijke eiwitten en heeft als functie om de hechting van microtubuli aan de buitenste plaat te helpen reguleren.
Elke regio werkt op een specifieke manier om te helpen bij de scheiding van zusterchromatiden. Hun activiteiten en relaties vinden alleen plaats tijdens de celdeling en zijn essentieel omdat ze helpen bij het scheiden van chromatiden. Elke chromatide heeft zijn eigen kinetochoor.
Kinetochore-functies
De kinetochoor vervult veel belangrijke functies voor de deelcel, waaronder de volgende:
-De binding van de uiteinden van microtubuli aan chromosomen
-Controleer deze vakbonden voor de celdeling
-De activering van een ijkpunt om de voortgang van de celcyclus te vertragen (als defecten worden gedetecteerd)
-Het genereren van de kracht die nodig is om de chromosomen naar de polen te mobiliseren.
Belang bij celdeling
Tijdens de celcyclus worden in bepaalde stadia controles uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de celdeling correct en foutloos verloopt.
Een van de controles is om ervoor te zorgen dat de spilvezels correct zijn bevestigd aan de chromosomen in hun kinetochoren. Als dat niet het geval is, kan de cel het verkeerde aantal chromosomen krijgen.
Wanneer fouten worden gedetecteerd, stopt het celcyclusproces totdat er correcties zijn aangebracht. Als deze fouten niet kunnen worden gecorrigeerd, zal de cel zichzelf vernietigen via een proces dat apoptose wordt genoemd.
Ten slotte is de kinetochoor een essentiële moleculaire machine die de chromosoomsegregatie tijdens mitose en meiose aanstuurt. Er zijn ongeveer 100 eiwitten geïdentificeerd met een breed scala aan functies die belangrijk zijn voor een goede celdeling.
Referenties
- Albertson, DG en Thomson, JN (1993). Segregatie van holocentrische chromosomen bij meiose in de nematode, Caenorhabditis elegans. Chromosome Research, 1 (1), 15–26.
- Chan, GK, Liu, ST en Yen, TJ (2005). Kinetochore structuur en functie. Trends in Cell Biology, 15 (11), 589-598.
- Cheeseman, IM (2016). De Kinetochore. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 6 (7), 1–19.
- Cleveland, DW, Mao, Y., en Sullivan, KF (2003). Centromeren en kinetochoren: van epigenetica tot mitotische checkpoint-signalering. Cell, 112 (4), 407-421.
- Johnson, MK en Wise, DA (2009). De Kinetochore gaat vooruit: bijdragen van moleculaire en genetische technieken aan ons begrip van mitose. BioScience, 59 (11), 933-943.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleculaire celbiologie (8e ed.). WH Freeman and Company.
- Maiato, H. (2004). De dynamische kinetochoor-microtubule-interface. Journal of Cell Science, 117 (23), 5461-5477.
- van Hooff, JJ, Tromer, E., van Wijk, LM, Snel, B., & Kops, GJ (2017). Evolutionaire dynamiek van het kinetochoor-netwerk in eukaryoten zoals onthuld door vergelijkende genomica. EMBO-rapporten, 1-13.