Kinetohor

ima (plavo) i kinetohorima (pink)]]

**Kinetohor** je  proteinska  struktura na hromatidama, za koju se vežu niti diobenog vretena tokom ćelijskih dioba (mitoza i mejoza), koje razdvajaju sestrinske hromatide početkom anafaze.
## Uvod 
Kinetohore formiraju eukarioti u sklopu centromere i povezuju hromosome za polimerne mikrotubule diobenog vretena tokom mitoze i mejoze.

"Monocentrični" organizmi, uključujući kičmenjake, gljive I većinu biljaka imaju jedan centromerni region u čijem sklopu je po jedan kinetohor.   "Holocentrični" organizmi, kao štp su pljosnati crvi (nematode)  i  neke biljke posjeduju niz kinetohora duž hromosoma.

Kinetohor sadrži dvija regiona:
***Unutrašnji kinetohor**, koji je usko povezan sa centromernom DNK, uklopljen u specijalizirani oblik  hromatina  i funkcionalan uporni   cijelim tokom  ćelijskog ciklusa;
***Spoljni kinetohor**, koja komunicira s mikrotubulama. Veoma je dinamična struktura, sa mnogim identičnim komponentama, koje su sklopljene i funkcionalne samo u toku  ćelijskih dioba.
Kinetohori  počinju, kontroliraju i  nadziru kretanje hromosoma tokom podjele ćelije. Tokom mitoze, koja se javlja nakon hromosomske duplikacije u S fazi, dvije  sestrinske hromatide  se drže zajedno, ali  svaka je svojim kinetohorom usmjerena u suprotnom  pravcu i priključuju se  suprotnom  polu mitotskog diobenog  vretena. Prelaskom iz metafaze u anafazu, sestrinske hromatide se  međusobno razdvajaju, a individualni kinetohori ih vuku u  osovinu polova diobenog vretena, koji će definirati dvije  nove ćerke ćelije. Dakle, kinetohhore je bitne  za separaciju hromosoma, koja je klasično povezana sa mitozom i mejozom. Ustvari **separacija**,  u užem smislu, podrazumijeva podjelu jednakih hromatida, dok za rekombinirane bolje  odgovara termin **segregacija**, tj. podjela nejednakih kategorija.
 
Čak i najjednostavniji kinetohori se sastoje od više od 19 različitih proteina. Mnogi od tih proteina su konzervirani kod  eukariotskih vrsta, uključujući i specijalizirane varijante  histona *H*3  (zvane CENP-A ili CenH3) koja pomaže kinetohoru asociranje sa DNK. Ostali proteini u kinetohoru pričvršćuju  ga na microtubule (*MTS*)  mitotskog  vretena. Tu su i motor proteini, uključujući i dinein i kinezin, koje generiraju snagu kinetike  hromosoma  tokom mitoze. Proteini kao što su MAD2 prate prikopčavanje  mikrotubula,  kao i tenzije između sestrinskih  kinetohora i aktiviraju  [kontrolnu tačku diobenog vretena da zatvori [ćelijski ciklus, kada je bilo koji od ovih odsutan.
Ukratko, funkcija kinetohora je:
* uključivanje  hromosoma u osovinu diobenog vretena , 
* verifikaciju prikopčavanja, 
* aktiviranje punkta kontrole i 
* učešće u generiranju snage za pokretanje i kretanje hromosoma tokom ćelijske diobe.

S druge strane, microtubule su od  polimeria, izrađenih od α- i β-tubulina, naizmjenično  između faza rasta i smanjenja, a u fenomenu koji je  poznat kao "dinamička nestabilnost’’. 
Mikrotubule  su vrlo dinamične strukture, čije ponašanje je integrirano  kinetohorskom funkcijom kontrole kretanja i separacije hromosoma.
## Struktura kinetohora životinjskih ćelija 
Kinetohor je sastavljen od nekoliko slojeva, inicijalno uočenih standardnim fiksiranjem i bojenjem preparata  za eklektronsku mikroskopiju 

Najdublji sloj u kinetohoru je

***unutrašnja ploča**, koja se pridržava za hromatinsku strukturu koja sadrži nukleosome  predstavljene specijaliziranim  histon ima (pod nazivom CENP-A, a , u ovoj  regiji,  zamenjuju histon H3), pomoćni proteina i DNK. Organizacija DNK u centromeri  (satelitska DNK) je jedan od najmanje poznatih aspekata kinetohora  kičmenjaka. Unutrašnja ploča se pojavljuje kao diskretna heterohromatinska  domena tokom  ćelijskog ciklusa.

Izvan unutrašnje ploče nalazi se  
***vanjska ploča**, sastavljena uglavnom od proteina. Ova struktura je u sklopu površine hromosoma kada se jedarna ovojnica raspada. Vanjske ploče vertebratskih kinetohora sadrže oko he outer plate 20 vezujućih mjesta za mikrotubulskie (+) krajeve  (zvane  **kMTs**, prema **K**inetochore MTs), dok kinetohori kvasca '’Saccharomyces cerevisiae* sadrže samo ou jedno vezujuće mjesto.

Spoljašnja domena u kinetohoru formira 
***vlaknastu koronu**, koja se može vizualizirati konvencionalnom mikroskopijom, ali samo u odsustvu mikrotubula.. Ova korona  formira dinamičnu  mrežu rezidentnih i privremenih proteina koji su uključeni u kontrolnu tačku diobenog vretena,  vezanje  mikrotubula i regulaciji ponašanja hromosoma.

Tokom mitoze, svaka sestrinska  hromatida formira kompletan hromosom, koji  ima svoj kinetohor. Jasni sestrinski  kinetohori se, u kulturanćelija sisara,  mogu uočiti na početku i kraju ćelijskog  ciklusa (faza G2). 
Prije razlaganje nukleusnog omotača, ovi rani kinetohori ispoljavaju  zrelu laminarnu strukturu.).

Molekulski put za kinetohhorni sklop kod viših eukariota  je proučavan pomoću “genskog  nokauta” (*gene knockout*)  miševa i na kulturaa pilećih  ćelija, kao i pomoću RNK interferencije (RNKi) u *C. elegans*, *Drosophila* i ljudskim ćelijama. Ipak, još ne postoji jednostavno objašnjenje kojim se mogu opisati svi do sada dobijeni podaci.

[thumb|350px| **Fluoresentno- mikroskopske  mikrografije koje pokazuju endogeni ljudski protein  Mad1** (jedna od komponenti  kontrolnih tačaka diobenog vretena: zeleno) tokom različitih faza mitoze. **[CENPB|CENP-B** (crveno) je centromerni marker, a DAP (plavo) boji DNK.]]

Prvi protein koji se montira na kinetohor  je **CENP-A** (**Cse4** u *Saccharomyces cerevisiae*). Ovaj protein je specijalizirana izoforma histona H3. **CENP-A** je potreban za ugradnju unutarnjih kinetohorskih  proteina **CENP-C**, **CENP-H**  I  **CENP-I/MIS6**.

Odnos ovih proteina u **CENP-A**  koji zavisi  od njegovog puta,  nije u potpunosti definiran. Na primjer, **CENP-C** lokalizacija zahtijeva **CENP-H** u ćelijama piletine, ali je neovisan o **CENP-I/MIS6** u ljudskim ćelijama. U *C. elegans'' i metazoa, uključivanje mnogih proteina u vanjskom kinetohoru ovisi u konačnici o **CENP-A**.

Kinetohorski proteini mogu biti grupirani prema njihovoj  koncentraciji na kinetohorima tokom mitoze: neki proteini ostaju vezani tokom cijele ćelijske diobe, dok  neki drugi mijenjaju  koncentraciju.  Osim toga, oni se mogu reciklirati u svojim obavezujućem mjestu  na kinetohorima ili sporo (oni su prilično stabilni) ili brzo (dinamični).

* Proteini čiji  nivo ostaje stabilan od profaze do kraja anafaze, uključuju konstitutivne komponente unutarnje ploče i stabilne komponente vanjskog kinetohora, kao što je **Ndc80** kompleks.

Zajedno sa konstitucijskim  komponentama, izgleda da ovi proteini organizuju jezgro (srž) unutarnje i vanjske struktura u kinetohoru.

* Dinamičke  komponente koje se razlikuju u koncentraciji kinetohora tokom mitoze uključuju molekulske motore **CENP-E** i **dinein** (kao i njihove ciljne komponente **ZW10** i **ROD**) i proteine kontrolnog punkta vretena (kao što su **mad1**,**Mad2**, **BubR1** i **Cdc20**). U odsustvu mikrotubula, ovi proteinski sastojci kinetohora su prisutni u visokoj koncentraciji. Međutim, što je veći broj mikrotubula vezan  a kinetohore, njihova koncentracija je manja.

U metafazi,  nivo **CENP-E**, **Bub3** i **Bub1** se umanjuje  oko 3 do 4x u odnosu na slobodne kinetohore, dok  su  nivoi **dineina** / **dinaktina**, **mad1**, **Mad2** i **BubR1**  reducirani > 10-100x .
* Dok  se  kontrolna tačka diobenog vretena, koja je  prisutna u vanjskoj ploči proteina,  umanjuje kao  i vezište diobenog vretena, ostale komponente kao što su  **EB1, **adenomatozna polipoza koli  (APC) i proteini  u tom putu (**RANGAP**, tj. **RanGap1** i **RANBP2**, tj.  **RanBP2**') pomažu  kinetohorima samo kada  su diobena vretena privezana. To može biti uključeno u  mehanizam kojim kinetohori  prepoznaju  plus-krajeve  (+)  diobenog vretena, osiguravajući njihovo pravilno vezanje i dinamičko  ponašanje kad su povezani sa polovima diobenog vretena.

Studija  iz 2010.  koristi kompleks metoda (sa oznakom **multi klasifikator kombinatorna proteomika**  (eng. skr.  **MCCP**) da analizira proteomski  sastav kičmenjačkih  hromosoma, uključujući i  kinetohore. Iako ova studija ne uključuje biohemijsko istraživanje kinetohora, dobijeni podataci uključuju sve centromerne potkomplekse, uz peptide, od  svih 125 poznatih centromernih proteina. Prema dobijenim rezultatima, i dalje postoji oko stotinu nepoznatih kinetohornih proteina, udvostručen je broj  poznatih struktura tokom mitoze, što potvrđuje kinetohore kao jedan od najsloženijih ćelijske substruktura. Dosljedno tome, sveobuhvatno istraživanje ukazuje da je  eksperimentalno već dokazano  najmanje 196 ljudskih proteina, koji su lokalizirani u kinetohorima.
## Funkcija kinetohora
Broj mikrotubula koje su  privezane za kinetohor je različit:  kod  kvasca  *Saccharomyces cerevisiae* postoji samo jedna takva veza, dok ih kod  sisara ima  15-35  na svakom hromosomu .

Međutim, nisu sve mikrotubule  u vretenu vezane  za  jedan kinetohor. Postoje  i one koje se protežu iz jednog centrosom a na drugi (i oni su odgovorni za dužinu vretena), a neke kraće su poveznice  između dugih  mikrorubula. Dokazano j je da, ako se pokvari spriječi veza mikrotubula i kinetohorea, koristeći laserske zrake, hromatide se  više ne mogu kretati, što dovodi do abnormalne distribucije hromosoma.

Ovi eksperimenti su također  pokazali da kinetohori  imaju polaritet i da će  njihova  vezanost za mikrotubule za  jedan ili drugi centrosom zavisiti od njegove orijentacije. Ova specifičnost garantira da će se  samo jedan hromatida  preseliti na svaku stranu vretena, čime se osigurava ispravna distribucija  genetičkog materijala. Dakle, jedna od osnovnih funkcija kinetohora je vezanje mikrotubula za osovinu dionenog vretena, što je bitno za ispravno odvajanje  sestrinskih  hromatida. Ako  je vezanje netočno, mogu nastati greške, stvarajući aneuploidije,  sa katastrofalnim posljedicama za ćeliju. Da bi  se to spriječilo, postoje mehanizmi za  **detekciju i ispravljanje grešaka** (kao  okupljajuća tačka diobenog vretena), čija se  komponente nalaze i na kinetohorima. Kretanje jedne  hromatide prema centrosomu se prvenstveno ostvaruje depolimerizacijom mikrotubula u vezivanju sa kinetohorom. Ovi pokreti također zahtijevaju i **generiranje snage**, uključujući molekulski motori, koji se  isto tako nalazi na kinetohorima.
### Vezanje hromosoma sa mikrotubulama  
#### Spajanje sa  mikrotubulama 
**  preko kinetohora sestrinskih hromatida, u bipolarnoj orijentaciji]]

U fazi sinteze (S faza) u ćelijskog ciklusa,  centrosom se počinje duplirati. Na  samom  početku mitoze, obje centriole, u svakom centrosomu,  postižu svoje maksimalne dužine,  prikupljanjem  dodatnih materijala na centrosome  i njihov nukleacijski kapaciteta mikrotubula se povećava. Kako mitoza napreduje, tako se  centrosomi razdvajaju  da se uspostavi mitotska osovina.

Na ovaj način, mitotska vreteno ćelije ima dva pola koja  potiču mikrotubule. Mikrotubule su dugia proteinska  vlakana sa asimetričnim krajevima:  "minus kraj" (**-'*) je relativno stabilan uz centrosom, a "plus kraj" (+) je trajna alternativna faza tipa  rast- skraćivanje, u  traženju centra ćelije. Tokom ovog procesa pretraživanja,  mikrotubule nalaze  i  „snimaju“ hromosome putem kinetohora.
 
Tada mikrotubule pronalaze i vežu se za kinetohore postajući stabilizirane, dok su preostale slobodne mikrotubule ubrzano depolimeriziraju.

Kako hromosomi imaju po dva leđno vezana kinetohora   (jedan na svakoj sestrinskoj hromatidi), kada se jedan od njih priključi na mikrotubule generira jedan od ćelijskih polova,   kinetohore  sestrinske hromatide  se veže za  suprotni pol;  zato se  većina vremena drugi kinetochor priključuje  na mikrotubule  koje proizilaze iz suprotnog  pola. Na taj način  hromosomi postaju  biorijentirani , što je glavna (*amfitelna*)  z obbezbjeđenje korektne separacije hromatita pri njihovom razdvajanju.

mini|left|500px| **Progresija ćelijskog ciklusa između prometafaze i anafaze** (hromosomi su plavi, a kinetohori svijetlo žuti).

Kada je samo jedan mikrotubule je veana na jedan kinetohor, počinje brzo kretanje pridruženog hromozoma prema polu koga  generiraju mikrotubule. Ovaj pokret je vjerojatno posredovan motoričkom aktivnošču  prema "minus kraju " (-)  proteinskog motora, citoplazmatskog  *dineina*. koji je veoma koncentriran u kinetohorima koji  još nisu prikačeni za mikrotubule.

Kretanje prema polovima je usporeno  koliko kinetohori da kinetohori nađu  kMT-ove (mikrotubule koje se  pričvršćuju za kinetohore) i kretanje se odvija zavisno o dužini kMT. *Dinein*  se ispušta  iz kinetohora  za odgovarajuću   kMT, a  u kulturama ćelija sisara, potreban  je za inaktivaciju tačke vrha vretena, ali ne i za hromosomsko okupljanje u ekvatorskoj vretena, pribavljanje  kMT ili  anafazu A. tokom hromosomske separacije.
Kod  viših biljaka ili u kvascu nema dokaza o *dineinu*, ali bi i drugi *kinezini*  prema  (-) kraju mogli nadoknaditi  njegov nedosttak.

.]]
  
U ćelijama sa niskom razinom CENP-E, hromosomima nedostaje ovaj protein na kinetohorima, što vrlo često slabi njihovu sposobnost za okupljanje  u metafaznu ploču. U ovom slučaju, neki hromosoma mogu  i  trajno ostati  mono-orijentirani  (vezani samo za jedan pol), iako se većina hromosoma može pravilno  okupiti u metafaznu ploču.
Općenito,  široko je prihvaćeno da kMT vlakna (u snopu mikrotubula vezanih za kinetohore)  potiče od prihvatanja polimerizirane mikrotubule  na centrosomima polova diobenog vretena u sisarskim kulturama ćelija. Međutim, mikrotubule koje su  direktno polimerizirane  na kinetohorima takođe r mogu  značajno doprinijeti.
#### Uloga  kompleksa *Ndc80*  
Mikrotubule koje su povezane sa kinetohorima predstavljaju specijalne tvorevine: u poređenju sa slobodnim mikrotubulama,  ove (kMT)   su mnogo otpornije na hladno-induciranu depolimerizaciju, visok hidrostatski pritisak ili izloženost kalciju.

Osim toga, kMT  se recikliraju  mnogo sporije nego zvjezdaste mikrorubule i mikrotubulsko vreteno sa slobodnim (+)  krajem, a ako su  kMT iz kinetochores uništene  pomoću laserskih zraka, one brzo depolimeriziraju. Kada je postalo jasno da ni dinein niti CENP-E  nisu bitni za formiranje kMT-ova, druge molekule bi trebale  biti odgovorne  za  stabilizaciju kMT. Pionir genetičkih istraživanja kvasca otkrio je  relevantnost **Ndc80 kompleksa** u vezanju  kMT. 
 
Kod kvasca  *Saccharomyces cerevisiae*,  u  Ndc80 kompleksu  su četiri komponente: **Ndc80p**, **Nuf2p**, **Spc24p** i **Spc25p**. Mutant i kojima nedostaje bilo koji od dijelova ovog kompleksa pokazuju gubitak  veze kinetohori-mikrotubule, iako struktura kinetohora  nije u potpunosti izgubljena.  Ipak,  mutant koji je izgubio  kinetohorsku strukturu  je  *Ndc10* mutant  kvasca, koji je deficijentan,  kako u vezi sa mikrotubulama i sposobnosti za aktiviranje kontrolne tačke diobenog  vretena, vjerojatno zbog toga što kinetohori djeluju kao platforma na kojoj se montiraju komponente odgovora.

Kompleks  *Ndc80* je visoko konzerviran, što je procijenjeno  u *S. pombe*, *C. elegans*, *Xenopus*, kokoši i ljudi.

Studije o **Hec1** (izuzetno izražene u ćelijama 1  raka), ljudski homolog od **Ndc80p**, pokazuje da je važan za pravilno okupljanje  hromosoma i  mitotsku  progresiju i za interakciju sa komponentama kompleksa kohezina  i kondenzina.
Različiti laboratorija su pokazala da je Ndc80 kompleks ključni faktor  za stabilizaciju vezanja kinetohore-mikrotubule, potrebnog za podršku centromerne napetosti i uključen u uspostavljanje ispravne kongresije  hromosoma  kod viših  eukariota.  Ćelije sa smanjenom funkcijom Ndc80 (koristeći RNAi,  gen nokaut  ili  mikroinjektiranje antitijela) imaju nenormalno duga vretena, nedostatak napetosti između sestrinskih  kinetohora, hromosome koji  su u mogućnosti da se okupljaju u metafaznu  ploču i malo ili bilo koje povezane  kMT.
Postoji niz snažnih  podrški  pretpostavci o sposobnosti Ndc80 kompleksa za  direktno povezivanje sa mikrotubulama i čini jezgro konzervirane komponente sučeljavanja  kinetohor-mikrotubule. 
Međutim, ova robusna formacija može također  biti u  funkciji dodatnih proteina. Kod kvascaovoj vezi odgovara djelovanje kompleksa  **Dam1-DASH-DDD**.  Neki njegovi članovi se direktno vežu za mikrotubule.
To znači da kompleks *Dam1-DASH-DDD'' može biti  glavni posrednik  između might kinetohora i mikrotubula. Međutim, kod životinja nije još identificitran ekvivalentan kompleks, pa ovo pitanje izaziva veliki interes mnogih istraživača.

## Također pogledajte
* Centromera
* Mitoza
* Mejoza
* Diobeno vreteno
* Hromosom

## Reference
## Vanjski linkovi 
## Također pogledajte
*Centromera
*Mitoza
*Mejoza
*Diobeno vreteno
*Hromosom

## Vanjski linkovi 
Kategorija:Genetika
Kategorija:Citologija
Kategorija:Mitoza
Kategorija:Hromosomi