Rolle eines Kinetochors während der Zellteilung

Die Stelle, an der zwei Chromosomen (jeweils als Chromatid bezeichnet, bevor sich die Zellen teilen) verbunden werden, bevor sie sich in zwei Teile teilen, wird als Zentromer bezeichnet. Ein Kinetochor ist der Proteinfleck, der sich auf dem Zentromer jedes Chromatids befindet. Hier sind die Chromatiden eng miteinander verbunden. Wenn es Zeit ist, in der geeigneten Phase der Zellteilung, ist das ultimative Ziel des Kinetochors, die Chromosomen während der Mitose und Meiose zu bewegen.

Man kann sich einen Kinetochor als Knoten oder zentralen Punkt in einem Tauziehen vorstellen. Jede ziehende Seite ist eine Chromatide, die sich bereit macht, sich zu lösen und Teil einer neuen Zelle zu werden.

Chromosomen bewegen

Das Wort "Kinetochore" sagt Ihnen, was es tut. Das Präfix "kineto-" bedeutet "move" und das Suffix "-chore" bedeutet auch "move or spread". Jedes Chromosom hat zwei Kinetochoren. Mikrotubuli, die ein Chromosom binden, werden Kinetochor-Mikrotubuli genannt. Kinetochorfasern erstrecken sich von der Kinetochorregion und binden Chromosomen an polare Fasern der Mikrotubuli-Spindel. Diese Fasern arbeiten zusammen, um Chromosomen während der Zellteilung zu trennen. 

Lage und Checks and Balances

Kinetochoren bilden sich in der zentralen Region oder im Centromer eines duplizierten Chromosoms. Ein Kinetochor besteht aus einem inneren Bereich und einem äußeren Bereich. Die innere Region ist an chromosomale DNA gebunden. Der äußere Bereich ist mit Spindelfasern verbunden. 

Kinetochoren spielen auch eine wichtige Rolle beim Spindelprüfpunkt der Zelle. Während des Zellzyklus werden in bestimmten Phasen des Zyklus Überprüfungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass eine ordnungsgemäße Zellteilung stattfindet.

Eine der Prüfungen besteht darin, sicherzustellen, dass die Spindelfasern an ihren Kinetochoren korrekt an den Chromosomen befestigt sind. Die beiden Kinetochoren jedes Chromosoms sollten an Mikrotubuli von entgegengesetzten Spindelpolen befestigt werden. Andernfalls könnte die sich teilende Zelle eine falsche Anzahl von Chromosomen aufweisen. Wenn Fehler erkannt werden, wird der Zellzyklusprozess angehalten, bis Korrekturen vorgenommen wurden. Wenn diese Fehler oder Mutationen nicht korrigiert werden können, zerstört sich die Zelle in einem Prozess, der Apoptose genannt wird.

Mitose

Bei der Zellteilung gibt es mehrere Phasen, in denen die Zellstrukturen zusammenarbeiten, um eine gute Aufteilung zu gewährleisten. In der Metaphase der Mitose helfen Kinetochoren und Spindelfasern, Chromosomen entlang der zentralen Region der Zelle zu positionieren, die als Metaphasenplatte bezeichnet wird.

Während der Anaphase drücken polare Fasern die Zellpole weiter auseinander und die kinetochoren Fasern werden kürzer, ähnlich wie das Kinderspielzeug, eine chinesische Fingerfalle. Kinetochoren halten polare Fasern fest, wenn sie zu den Zellpolen gezogen werden. Dann werden die Kinetochor-Proteine, die die Schwesterchromatiden zusammenhalten, abgebaut, so dass sie sich trennen können. In der chinesischen Fingerfalle-Analogie wäre es, als würde jemand eine Schere nehmen und die Falle in der Mitte durchtrennen und beide Seiten freigeben. In der Zellbiologie werden daher Schwesterchromatiden zu entgegengesetzten Zellpolen gezogen. Am Ende der Mitose werden zwei Tochterzellen mit dem vollen Chromosomenkomplement gebildet.

Meiose

Bei der Meiose durchläuft eine Zelle den Teilungsprozess zweimal. In Teil 1 des Prozesses, Meiose I, werden Kinetochoren selektiv an polare Fasern gebunden, die sich nur von einem Zellpol aus erstrecken. Dies führt zur Trennung von homologen Chromosomen (Chromosomenpaaren), nicht jedoch von Schwesterchromatiden während der Meiose I.

Im nächsten Teil des Prozesses, Meiose II, werden Kinetochoren an polare Fasern gebunden, die sich von beiden Zellpolen aus erstrecken. Am Ende der Meiose II werden die Schwesterchromatiden getrennt und die Chromosomen auf vier Tochterzellen verteilt.