Cinetocore, una struttura molto complessa
Quando si cerca di descrivere il cinetocore di una cellula bisogna considerare che questo risulta composto da circa un centinaio di proteine. Imparare a descriverlo può tornare utile per partire avvantaggiati durante il semestre filtro delle facoltà di Medicina e quelle interne a Professioni Sanitarie. Innanzitutto precisiamo che si tratta di una struttura associata i cromosomi, di forma simile a un disco e associata al centromero, una regione ristretta del cromosoma.
Oltre ad essere composto da un gran numero di polipeptidi possiamo suddividere questa struttura in più strati. La funzione principale di questo complesso discoidale entra in gioco nel corso della divisione cellulare, in particolare durante la metafase.
La suddivisione delle proteine del cinetocore
Sappiamo che in questa struttura troviamo molti polipeptidi diversi, ma l’analisi al microscopio ha permesso di suddividerle in tre gruppi principali.
Partiamo dalla parte più esterna, che definiamo anche superficie elettrondensa per via del fatto che non reagisce con gli elettroni. Di conseguenza all’analisi effettuata con il microscopio elettronico si presenta molto scura.
Questo strato diventa però evidente solo durante la divisione cellulare, che può avvenire tramite mitosi o meiosi, e aiuta a regolarne i passaggi. Ha infatti il ruolo di prendere contatto con i microtubuli del fuso.
Al di sotto troviamo lo strato proteico intermedio del cinetocore, che si mostra meno denso di quello superficiale.
Qui abbiamo polipeptidi che mediano l’interazione fra la parte più esterna del disco e quella interna, detti proteine regolatici. Infine troviamo lo strato adeso alla cromatina che compone il cromosoma, il più interno di tutti, di carattere osmofilo. Qui ci sono proteine che mostrano una struttura molto simile a quella dell’istone H3. Questo in doppia copia insieme a due istoni H4 forma una struttura a eterotetramero che si trova al centro del nucleosoma di DNA.
La sua forma presente nello strato interno è CENP-A.
Nel suo insieme questa struttura proteica discoidale ha un diametro che varia fra i 300 e i 500 nanometri a seconda dell’organismo considerato.
Il numero di microtubuli con cui interagisce varia fra specie e specie: in organismi semplici come il lievito ne lega uno solo, in altri si arriva fino a 30 o 35. Il disco ha anche un sua polarità che influisce su questo legame durante la mitosi e la meiosi.
La formazione del fuso mitotico/meiotico
Per capire le funzioni del cinetocore bisogna prima analizzare la struttura con cui interagisce.
Nel fuso mitotico possiamo distinguere tre tipologie di microtubuli in base alla funzione e alla posizione che assumono nella cellula.
I microtubuli polari infatti si irradiano dai due poli cellulari fino a sovrapporsi al centro, dove si forma la piastra mitotica o meiotica. Quelli astrali invece si irradiano dal centro verso l’esterno per ancorare il fuso e mantenerlo stabile nel corso della divisione cellulare.
Per finire abbiano i microtubuli che si agganciano alla struttura che abbiamo descritto sopra in modo da prendere contatto con i cromosomi. Tutte e tre le tipologie sono dotate di due estremità, la minus end e la plus end, dove il tasso di polimerizzazione è rispettivamente minore e maggiore.
L’assemblaggio di tutti i microtubuli, compresi quelli del cinetocore, è regolato da altre proteine, le dineine e le chinesine.
Il fuso prende contatto con i cinetocori dei cromosomi per collegare i cromatidi fratelli che lo compongono ai poli opposti della cellula.
In questo modo durante la fase successiva alla metafase mitotica (ovvero l’anafase mitotica) sarà possibile separarli fra loro.
Lo stesso avviene nel corso della seconda divisione meiotica, ma solo se l’aggancio con i microtubuli è avvenuta nel modo corretto. Durante l’anafase infatti i microtubuli legati a questa struttura a disco si accorciano, tirando ogni cromatidio verso uno dei poli.
Il centromero e il cinetocore
Il cinetocore come sappiamo invece non è formato da sequenze di acido nucleico ma da proteine. A differenza del centromero per poterlo visualizzare serve ricorrere alla microscopia elettronica a scansione.
Queste due strutture hanno tuttavia in comune il fatto di essere dinamiche e di cambiare la propria composizione a seconda della fase del ciclo cellulare della cellula. Si finisce per considerarli un complesso unico che svolge tre ruoli fondamentali.
Questi sono costituire il sito d’attacco per i microtubuli del fuso, appaiare i cromatidi fratelli del cromosoma e mediare il passaggio tra metafase e anafase. Il centromero non è in grado di legare i microtubuli da solo, ma ha bisogno delle proteine della struttura a disco che abbiamo descritto. Parliamo di cromosomi monocentrici quando c’è un solo centromero per cromosoma, ma ne esistono anche di olocentrici, che ne presentano più di uno. I nematodi per esempio presentano cromosomi olocentrici.
La scoperta delle proteine centromeriche
La sindrome CREST si diagnostica proprio andando a sondare la presenza di questi anticorpi nel sangue. L’acronimo che la identifica deriva dalle cinque caratteristiche principali che le si associano, che vediamo di seguito. Sono calcinosi, fenomeno di Raynaud, esofagopatia, sclerodattilia e teleangectasia. A livello fisico si nota un ispessimento della pelle a livello delle dita dove si formano dei noduli calcifici dovuti a un accumulo di calcio.
