kinetokor adalah kompleks protein yang terkait dengan sentromer kromosom pada eukariota lebih tinggi. Ini mewakili titik utama perlekatan mikrotubulus gelendong selama pembelahan sel, baik dengan mitosis atau meiosis.
Kromosom eukariotik memiliki wilayah khusus yang dikenal sebagai sentromer, yang sebenarnya merupakan segmen DNA yang sangat kompak (dalam bentuk kromatin), yang fungsi utamanya adalah untuk memastikan distribusi yang tepat dari kromosom yang diduplikasi selama pembelahan sel.
Serat gelendong terhubung ke wilayah kinetokor (Sumber: Kersti Nebelsiek, melalui Wikimedia Commons)
Selama mitosis, misalnya, materi genetik (DNA) sel diduplikasi selama interfase , menghasilkan pembentukan dua salinan dari setiap kromosom, yang memadat selama metafase dan divisualisasikan sebagai dua kromatid sister, bergabung bersama satu sama lain melalui sentromer.
Pemisahan kromatid ini menuju setiap kutub sel ketika pembelahan dimulai terjadi berkat adhesi mikrotubulus dari gelendong mitosis ke daerah sentromer, khususnya pada kompleks protein yang terkait dengannya, yang dikenal sebagai kinetokor.
Setiap kromosom dikaitkan dengan dua kinetokor, yang melekat mikrotubulus dari gelendong mitosis yang dikenal sebagai mikrotubulus kinetokorik. Penyatuan ini terjadi berkat hubungan antara mikrotubulus tersebut dan serat protein yang muncul dari kinetokor.
Indeks artikel
Formasi kinetokor
Kinetokor terbentuk di daerah sentromer kromosom setelah duplikasinya, yang terjadi pada tahap sebelum pembelahan sel.
Pembentukan ini tergantung pada asosiasi kinetokor dengan bagian-bagian khusus DNA di wilayah sentromer, yang berfungsi sebagai perancah untuk pembentukan yang pertama.
Di daerah ini, nukleosom yang memadatkan DNA sentromer dalam bentuk kromatin dibentuk dengan varian khusus histon H3.
Ultrastruktur Kinetokor
Ada beberapa perbedaan dalam struktur kinetokor antara sel tumbuhan dan hewan, dan kinetokor sel hewan mamalialah yang paling banyak dipelajari.
Secara umum, dikatakan bahwa kompleks protein kinetokor memiliki struktur “laminar”, dengan wilayah internal dan eksternal, yang pertama mengkhususkan diri dalam penyatuan protein dengan DNA kromosom dan yang kedua dalam penyatuan untuk serat-serat spindel.
Beberapa spesialis di lapangan menyoroti keberadaan “lembar” atau “lapisan” ketiga, yang mewakili antarmuka antara wilayah internal dan eksternal.
Wilayah bagian dalam kinetokor terdiri dari jaringan konstitutif protein terkait sentromer, yang dikenal sebagai CCAN ( Jaringan Terkait Sentromer Konstitutif ), banyak di antaranya terkait langsung dengan protein histon nukleosom sentromer.
Wilayah luar kinetokor, di sisi lain, terdiri dari dua kompleks protein utama yang dikenal sebagai kompleks Ndc80 dan kompleks Mis12, masing-masing terdiri dari beberapa subunit protein.
Dari keduanya, Ndc80 sangat penting untuk pembentukan situs pengikatan mikrotubulus dan Mis12 adalah “penghubung” antara komponen daerah dalam dan luar kinetokor.
Perakitan atau pembentukan kinetokor
Pembentukan kinetokor dalam kromosom eukariotik tergantung pada lebih dari 50 protein (beberapa penulis mengusulkan bahwa lebih dari 100), dan selama proses inilah daerah internal dan eksternal dari struktur ini menjadi jelas dan terbentuk.
Titik acuan utama untuk pembentukan kinetokor pada sentromer kromosom adalah varian dari histon H3 yang dikenal sebagai Cse4 / Cnp1 / CENP-A, karena ini diperlukan untuk lokalisasi hampir semua protein kinetokor.
Kita dapat mengatakan bahwa proses perakitan kompleks ini memerlukan pengakuan khusus dari banyak peserta, masing-masing dengan fungsi tertentu dan mungkin dalam urutan atau urutan hierarkis:
– Beberapa protein berfungsi dalam pengenalan bagian-bagian yang terlibat, yaitu nukleosom sentromer dan mikrotubulus gelendong.
– Beberapa protein bekerja untuk menstabilkan kompleks protein di sekitar sentromer.
– Lainnya berpartisipasi dalam stabilisasi sambungan antara mikrotubulus dan kinetokor.
– Ada protein yang mencegah pemisahan kromatid sampai kinetokor melekat sempurna pada gelendong mitosis dari masing-masing kutub sel.
– Ada juga protein yang menggabungkan gerakan kromosom dengan depolimerisasi mikrotubulus gelendong.
– Kompleks ini juga mencakup protein motorik seperti pasangan dynein / dynactin yang, antara lain, berfungsi dalam perekrutan protein pengatur menuju kinetokor dan dalam pergerakan kromatid.
– Akhirnya, ada protein yang mengatur fungsi protein lain dalam kompleks, menghambat atau meningkatkan aktivitasnya.
Fungsi Kinetokor
Kinetokor adalah bagian kompleks yang sangat penting yang terkait dengan sentromer karena, seperti yang telah kita komentari, pemisahan atau pemisahan kromatid sister yang benar selama pembelahan sel bergantung padanya.
Pemisahan kromatid ini sangat penting untuk pemeliharaan kehidupan sel, karena setiap sel anak harus menerima jumlah materi genetik yang sama selama pembelahan sel yang memunculkannya, untuk melanggengkan garis sel dan / atau organisme. .dalam pertanyaan.
Selain fungsi ini, banyak penulis menyarankan bahwa kinetokor berfungsi sebagai pusat pengorganisasian mikrotubulus yang diarahkan ke kromosom.
Pos pemeriksaan untuk pembelahan sel
Pembelahan sel, baik dengan mitosis atau meiosis, adalah proses rumit yang membutuhkan perawatan dan ketelitian yang tinggi, yang dibuktikan dengan adanya apa yang dikenal sebagai “pos pemeriksaan”.
Salah satu pos pemeriksaan ini melibatkan sel “memastikan” bahwa serat gelendong mitosis terpasang dengan benar ke kromosom melalui kinetokor. Serat dari kutub yang berlawanan dari sel pembagi harus dilekatkan pada masing-masing kromatid bersaudara, untuk memisahkannya dengan benar.
Kinetokor selama mitosis
Sekilas tentang mitosis. Sumber: Viswaprabha [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Ketika kromosom telah diduplikasi dengan benar, kinetokor dan serat dari gelendong mitosis berfungsi dalam pengurutan kromosom dan salinannya di wilayah tengah sel (juga dikenal sebagai pelat metafase).
Selama anafase , ketika serat gelendong “menarik” setiap salinan kromosom ke arah kutub yang berlawanan dari sel, maka beberapa protein kinetokorik yang menahan kromatid saudara bersama-sama dibongkar, memungkinkan mereka untuk berpisah.
Kinetokor selama meiosis
Ringkasan skema meiosis (Sumber: Peter coxhead [CC0] melalui Wikimedia Commons)
Meiosis adalah proses pembelahan sel yang sangat mirip dan pada saat yang sama sangat berbeda dari mitosis, karena sel membelah “dua kali”.
Selama pembelahan meiosis pertama, kinetokor menempel pada serat gelendong yang berasal dari setiap kutub, memisahkan kromosom homolog dan bukan kromatid saudara.
Bagaimana seharusnya penyatuan yang benar dari serat-serat gelendong ke kinetokor kromosom (Sumber: Helixitta, melalui Wikimedia Commons)
Kemudian, selama pembelahan kedua, kinetokor dihubungkan lagi ke serat gelendong yang muncul dari setiap kutub, memisahkan kromatid saudara untuk distribusinya di antara sel anak.
Keberhasilan produksi sel kelamin “sehat” sebagian besar tergantung pada fungsi kinetokor yang benar pada setiap kromosom, karena pemisahan kromosom yang salah dapat menyebabkan kondisi patologis yang penting pada manusia, seperti trisomi 21 atau Down. sindrom, misalnya.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Biologi molekuler sel. Ilmu Garland. New York, 1227-1242.
- Brenner, S., Lada, D., Berns, MW, Tan, E., & Brinkley, BR (1981). Struktur kinetokor, duplikasi, dan distribusi dalam sel mamalia: analisis oleh autoantibodi manusia dari pasien skleroderma. Jurnal Biologi Sel, 91 (1), 95-102.
- Chan, GK, Liu, ST, & Yen, TJ (2005). Struktur dan fungsi kinetokor. Tren dalam biologi sel, 15 (11), 589-598.
- Cheeseman, IM (2014). kinetokor. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 6 (7), a015826.
- Tooley, J., & Stukenberg, PT (2011). Kompleks Ndc80: mengintegrasikan banyak gerakan kinetokor. Penelitian kromosom: jurnal internasional tentang aspek molekuler, supramolekul dan evolusi biologi kromosom, 19 (3), 377–391.
- Yamagishi, Y., Sakuno, T., Goto, Y., & Watanabe, Y. (2014). Komposisi kinetokor dan fungsinya: pelajaran dari ragi. Ulasan mikrobiologi FEMS, 38 (2), 185-200.
