Por Dianne Hermance | Actualizado el 24 de marzo de 2022
Andrew Brookes/Cultura/GettyImages
En las células eucariotas, la mitosis produce células hijas idénticas, mientras que la meiosis genera gametos genéticamente distintos. Ambos procesos dependen de una segregación cromosómica precisa, una tarea realizada por el aparato del huso y sus uniones a los cromosomas.
Los cinetocoros y los microtúbulos no cinetocoros difieren estructural y funcionalmente, pero cooperan para garantizar una distribución precisa del ADN durante la división celular.
La mitosis proporciona nuevas células para el crecimiento, la reparación y la reproducción asexual. Una única célula progenitora se divide en dos hijas genéticamente idénticas al dividir su núcleo y sus cromosomas.
Los humanos contienen 23 pares de cromosomas, cada uno almacenado como dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Mantener el número de cromosomas durante la división es fundamental para la estabilidad genómica.
La división celular se rige por la interfase (G1, S, G2) y la mitosis, que comienza con la profase. Durante la profase, la cromatina se condensa en cromátidas hermanas, el nucléolo se disuelve y el aparato del huso se forma a partir de microtúbulos.
Sigue la prometafase, durante la cual los fragmentos de la envoltura nuclear y los microtúbulos del huso se unen a los cinetocoros en los centrómeros. En la metafase, los cromosomas se alinean en la placa de metafase y los microtúbulos del huso se extienden hacia los polos opuestos.
Durante la anafase, las cromátidas hermanas se separan y son arrastradas hacia los polos opuestos por los microtúbulos asociados al cinetocoro. Los microtúbulos no cinetocoros ayudan en el movimiento de los cromosomas y en el alargamiento del huso.
La telofase restaura las envolturas nucleares alrededor de cada conjunto de cromosomas y la citocinesis completa el proceso dividiendo el citoplasma.
Un cinetocoro es un gran complejo multiproteico que se ensambla en el centrómero de cada cromosoma. Descrito por primera vez por Walther Flemming en 1880, el cinetocoro funciona como lugar de unión de los microtúbulos del huso y como punto de control para la alineación cromosómica adecuada.
A pesar de las variaciones del ADN específicas de cada especie, la arquitectura del cinetocoro está altamente conservada, lo que subraya su papel fundamental en la mitosis.
Los cinetocoros son plataformas estructuradas ricas en proteínas que unen el ADN cromosómico y los microtúbulos, mientras que los microtúbulos no cinetocoros son polímeros dinámicos que facilitan la formación del huso y el movimiento de los cromosomas. El primero ancla los cromosomas; este último proporciona la fuerza mecánica necesaria para la segregación.
Los cinetocoros actúan como conjuntos motores microscópicos, convirtiendo la dinámica de los microtúbulos en movimiento cromosómico dirigido. También sirven como puntos de control de calidad; Los errores en la unión desencadenan la fosforilación mediada por la quinasa AuroraB, deteniendo la progresión a anafase hasta que se corrijan.
La variante de histona CENP-A nuclea la cromatina centromérica, reclutando CENP-C y otras proteínas cinetocoras internas. El cinetocoro externo, que contiene el complejo Ndc80, interactúa directamente con los microtúbulos.
Durante la mitosis, el cinetocoro sufre un rápido montaje y desmontaje, regulado por eventos de fosforilación. El complejo Ndc80 ancla los microtúbulos, permitiendo que el cinetocoro “baile” con los extremos positivos dinámicos de los microtúbulos.
Las proteínas motoras como la cinesina y la dineína mejoran el movimiento cromosómico, mientras que la despolimerización de los microtúbulos en los cinetocoros genera fuerzas de tracción que segregan las cromátidas.
Los cinetocoros monitorean la fidelidad del apego. La quinasa AuroraB detecta enlaces inadecuados entre microtúbulos y cinetocoros y fosforila las proteínas asociadas, lo que provoca intentos de desprendimiento y reinserción. Complejos como Pcs1/Mde4 previenen aún más las uniones erróneas cerca de los centrómeros.
Cuando los errores persisten, el punto de control del conjunto del huso retrasa el inicio de la anafase, dando tiempo para la corrección y salvaguardando la integridad genómica.
Las investigaciones en curso continúan arrojando luz sobre la coreografía molecular del ensamblaje y la función del cinetocoro. Los avances en microscopía crioelectrónica y en imágenes de células vivas prometen una comprensión más profunda de la mecánica de segregación cromosómica tanto en la mitosis como en la meiosis.
Al desentrañar estos procesos, los científicos pretenden descubrir dianas terapéuticas para enfermedades originadas en la mala segregación cromosómica, como el cáncer y los síndromes de aneuploidía.
