Các kinetochore là một cấu trúc protein chuyên trong việc di chuyển nhiễm sắc thể - các sợi có chứa vật liệu di truyền - trong một tế bào có nghĩa là sẽ chia cho một trong hai quá trình phân chia tế bào (nguyên phân hoặc giảm phân).
Kinetochores được hình thành do sự tập hợp các protein khác nhau trong một khu vực được gọi là tâm động, nằm ở trung tâm của nhiễm sắc thể đã nhân đôi. Tâm động là điểm kết nối chính giữa các vi ống của thoi và các nhiễm sắc thể, theo cách mà chúng có thể được phân bổ đồng đều giữa các tế bào tạo thành.
Một số sinh vật chỉ có vùng trung tâm này là nơi đặt tâm động. Những sinh vật này được gọi là "đơn tâm" và bao gồm động vật có xương sống, một phần lớn thực vật và nấm.
Ngược lại, có một số sinh vật như giun tròn (giun dẹp) và một số thực vật tập hợp các kinetochores trong một tâm động khuếch tán dọc theo nhiễm sắc thể, những sinh vật này được gọi là "holocentric".
Cấu trúc của kinetochore
Một kinetochore bao gồm một vùng bên trong và một vùng bên ngoài. Vùng bên trong được kết nối với tâm động thông qua DNA lặp lại cao được gọi là "DNA tâm động". Vật liệu này tập hợp thành một dạng chất nhiễm sắc chuyên biệt.
Vùng bên ngoài của kinetochore rất giàu protein, dùng để kết nối với các vi ống tạo nên các sợi trục ở mỗi đầu của các cực của tế bào sắp phân chia. Các thành phần động này chỉ hoạt động trong quá trình nguyên phân.
Một vùng thứ ba được gọi là vương miện sợi đã được mô tả, nằm giữa các bộ phận bên trong và bên ngoài. Chỏm sợi được tạo ra từ một mạng lưới các protein vĩnh viễn và tạm thời, và chức năng của nó là giúp điều chỉnh sự gắn kết của các vi ống với tấm ngoài.
Mỗi vùng hoạt động theo một cách cụ thể để hỗ trợ việc phân tách các cromatid chị em. Các hoạt động và mối quan hệ của chúng chỉ xảy ra trong quá trình phân chia tế bào và rất cần thiết vì chúng giúp phân tách các chromatid. Mỗi chromatid có kinetochore riêng.
Các hàm Kinetochore
Kinetochore thực hiện nhiều chức năng quan trọng đối với tế bào phân chia, bao gồm những chức năng sau:
-Sự liên kết của các đầu tận cùng của vi ống với nhiễm sắc thể
-Kiểm tra các đoàn thể này trước khi phân chia tế bào
- Kích hoạt một trạm kiểm soát để trì hoãn sự tiến triển của chu kỳ tế bào (nếu phát hiện ra khuyết tật)
-Sự tạo ra lực cần thiết để vận động các nhiễm sắc thể về các cực.
Tầm quan trọng trong phân chia tế bào
Trong chu kỳ tế bào, việc kiểm tra được thực hiện ở những giai đoạn nhất định để đảm bảo rằng quá trình phân chia tế bào diễn ra đúng cách và không có sai sót.
Một trong những kiểm tra liên quan đến việc đảm bảo rằng các sợi trục chính được gắn chính xác vào các nhiễm sắc thể trong kinetochores của chúng. Nếu không, tế bào có thể kết thúc với số lượng nhiễm sắc thể sai.
Khi lỗi được phát hiện, quá trình chu kỳ tế bào sẽ dừng lại cho đến khi sửa chữa được thực hiện. Nếu không thể sửa chữa những lỗi này, tế bào sẽ tự hủy thông qua một quá trình gọi là quá trình apoptosis.
Cuối cùng, kinetochore là một cỗ máy phân tử thiết yếu thúc đẩy sự phân ly nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân và meiosis. Khoảng 100 protein với nhiều chức năng quan trọng cho sự phân chia tế bào thích hợp đã được xác định.
Người giới thiệu
- Albertson, DG, & Thomson, JN (1993). Sự phân ly của các nhiễm sắc thể ba tâm ở meiosis ở giun tròn, Caenorhabditis elegans. Nghiên cứu nhiễm sắc thể, 1 (1), 15–26.
- Chan, GK, Liu, ST, & Yen, TJ (2005). Cấu trúc và chức năng của Kinetochore. Xu hướng trong Sinh học Tế bào, 15 (11), 589–598.
- Cheeseman, IM (2016). Kinetochore. Các quan điểm của Cold Spring Harbor trong Sinh học, 6 (7), 1–19.
- Cleveland, DW, Mao, Y., & Sullivan, KF (2003). Centromeres và kinetochores: Từ biểu sinh đến tín hiệu điểm kiểm tra phân bào. Ô, 112 (4), 407-421.
- Johnson, MK & Wise, DA (2009). Kinetochore Moves Ahead: Những đóng góp của Kỹ thuật Di truyền và Phân tử đối với Hiểu biết của Chúng ta về Nguyên phân. BioScience, 59 (11), 933-943.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
- Maiato, H. (2004). Giao diện kinetochore-vi ống động. Tạp chí Khoa học Tế bào, 117 (23), 5461–5477.
- van Hooff, JJ, Tromer, E., van Wijk, LM, Snel, B., & Kops, GJ (2017). Động lực tiến hóa của mạng kinetochore ở sinh vật nhân chuẩn như được tiết lộ bởi bộ gen so sánh. Báo cáo EMBO, 1–13.