Cinetocoro

Sobre esta estructura se anclan los microtúbulos (MT) del huso acromático durante los procesos de división celular (meiosis y mitosis).

[1]​ Los cinetocoros inician, controlan y supervisan los llamativos movimientos de los cromosomas durante la división celular.

La zona más externa del cinetocoro forma una corona fibrosa que puede visualizarse por microscopía convencional, pero solo en ausencia de MT.

Durante mitosis, cada una de las dos cromátidas hermanas que forman el cromosoma completo presenta su propio cinetocoro.

[10]​ CENP-A es necesaria para la incorporación de las proteínas del cinetocoro interno CENP-C, CENP-H y CENP-I/MIS6.

El profesor B. Nicklas, en la Universidad de Carolina del Norte, demostró que si se rompe la unión entre los microtúbulos y los cinetocoros mediante un rayo láser, las cromátidas no pueden moverse, produciéndose una distribución anormal de los cromosomas.

Dichos desplazamientos precisan además la generación de fuerzas en las que intervienen motores moleculares localizados asimismo en los cinetocoros.

A medida que progresa la mitosis, ambos centrosomas se separan para establecer el huso mitótico.

[37]​[38]​ En el momento en que un solo microtúbulo se ancla a un cinetocoro, se inicia un rápido movimiento del cromosoma asociado en dirección al polo del que procede dicho microtúbulo.

Este movimiento está probablemente mediado por la actividad motora dirigida hacia el extremo (-) de la proteína motora dineína citoplásmica,[39]​[40]​ que se encuentra muy concentrada en los cinetocoros sin anclar (revisado por Banks y Heald en 2001[41]​).

En este caso, algunos cromosomas permanecen crónicamente mono-orientados (anclados a un único polo), incluso aunque la mayoría se congreguen correctamente en la placa metafásica.

Estudios genéticos pioneros en levaduras revelaron la importancia del complejo Ndc80 en el anclaje de los kMT.

[16]​[47]​ Sin embargo, los mutantes en los que se ha perdido la estructura del cinetocoro (como los mutantes para Ndc10 en levaduras[50]​) presentan deficiencias tanto en la conexión con los microtúbulos como en la capacidad de respuesta del checkpoint de mitosis, posiblemente porque los cinetocoros funcionan como una plataforma en la que se organizan los componentes de la respuesta.

[55]​ Diferentes laboratorios han mostrado que el complejo Ndc80 es crucial para la estabilización de los anclajes cinetocoro-microtúbulo, necesarios para mantener las tensiones centroméricas implicadas en el establecimiento del alineamiento cromosómico correcto en eucariotas superiores.

[48]​[49]​[57]​ Por tanto, el complejo Dam1-DASH-DDD podría ser un adaptador esencial entre los cinetocoros y los microtúbulos.

Sin embargo, en animales no se ha encontrado un complejo equivalente, y esta cuestión permanece bajo intensa investigación.

Cuando una célula entra en mitosis, duplica toda su información genética, en el proceso denominado replicación del ADN.

Ambas cromátidas permanecen unidas mediante complejos cohesinas hasta anafase, cuando se produce la segregación cromosómica.

[21]​[22]​[23]​[24]​ Por tanto en metafase, cuando todos los cromosomas están congregados en la placa metafásica, se liberan las proteínas del checkpoint.

Es entonces cuando las proteínas del checkpoint que se unen e inhiben Cdc20 (Mad1-Mad2 y BubR1), lo liberan, permitiendo la activación del APC/CCdc20, que dispara la separación de las cromátidas hermanas y consecuentemente el inicio de la anafase.

[62]​ Las proteínas denominadas Shugoshinas (MEI-S332 en Drosophila melanogaster[63]​) son un tipo de proteínas asociadas con los centrómeros que son esenciales para mantener las cohesinas unidas a los centrómeros hasta anafase.

La proteína homóloga en humanos, hsSgo1, se asocia con los centrómeros durante profase y desaparece al inicio de la anafase.

[65]​ Estas proteínas se encuentran en los poros nucleares durante interfase e intervienen en el transporte núcleo-citoplásmico.

[68]​ También se ha detectado que otros componentes del complejo ORC (como orc5 en S. pombe) intervienen en cohesión.

Esta bi-estabilidad de los cinetocoros parece ser parte de un mecanismo para alinear los cromosomas en el ecuador del huso sin perder la conexión mecánica entre los cinetocoros y los polos del huso.

Imagen de una célula humana en mitosis , en la que los microtúbulos se muestran en verde (formando el huso mitótico), los cromosomas en azul en el ecuador del huso y los cinetocoros en rojo.
Estructura y componentes de los cinetocoros en vertebrados. Basado en Maiato et al. (2004). [ 2 ]
Fotografías de microscopía de fluorescencia, que muestran la localización de la proteína endógena humana Mad1 (uno de los componentes del checkpoint de mitosis, en verde) a través de las diferentes fases de mitosis. Cenp-B (en rojo) es un marcador del centrómero, y DAPI (en azul) tiñe el ADN.
Los cromosomas se enganchan al huso mitótico a través de los cinetocoros de ambas cromátidas hermanas, en una orientación bipolar.
Esquema de la progresión del ciclo celular entre prometafase y anafase.
Esquema de la progresión del ciclo celular entre prometafase y anafase.
Células en metafase con niveles bajos de CENP-E mediante RNAi , que muestran cromosomas no alineados en la placa metafásica (flechas). Estos cromosomas presentan marcaje para las proteínas del checkpoint de mitosis Mad1/Mad2. Hec1 y CENP-B marcan la región centromérica (el cinetocoro), y DAPI es una tinción específica para el ADN.
Esquema de las diferentes configuraciones de anclaje de los cromosomas al huso mitótico. [ 2 ]