Durante la divisione cellulare, un'accurata segregazione dei cromosomi richiede la regolazione dinamica degli attacchi dei microtubuli ai cinetocori, complessi proteici che si assemblano nei centromeri dei cromosomi. I microtubuli sono lunghi polimeri cilindrici delle subunità della tubulina che svolgono un ruolo cruciale in vari processi cellulari, inclusa la segregazione cromosomica. Per garantire una corretta segregazione cromosomica, i microtubuli devono subire cicli di attacco e distacco dai cinetocori.

Approfondiamo i meccanismi attraverso i quali i microtubuli lasciano andare i loro attaccamenti durante la divisione cellulare:

1. Fosforilazione mitotica:

- Quando le cellule entrano nella mitosi, si attivano chinasi specifiche, come la chinasi Aurora B.

- La chinasi Aurora B fosforila vari componenti del cinetocore e delle vicine proteine ​​che legano i microtubuli.

- La fosforilazione indebolisce le interazioni tra microtubuli e cinetocori, favorendo il distacco dei microtubuli.

2. Destabilizzazione delle estremità del microtubulo Plus:

- Le estremità positive dei microtubuli sono dinamiche e subiscono polimerizzazione e depolimerizzazione.

- Durante la divisione cellulare, alcune proteine, come le proteine ​​motrici chinesina-13, si accumulano nei cinetocori.

- I motori Kinesin-13 destabilizzano le estremità dei microtubuli, portando alla catastrofe, un rapido smontaggio del microtubulo.

- La catastrofe provoca l'accorciamento dei microtubuli e il distacco dai cinetocori.

3. Rottura dei microtubuli:

- In alcuni casi, i microtubuli possono essere recisi o rotti per rilasciare i loro attaccamenti ai cinetocori.

- Enzimi specializzati chiamati enzimi che separano i microtubuli, come la katanina e la spastina, possono scindere i microtubuli.

- La rottura dei microtubuli porta alla generazione di estremità libere dei microtubuli, che possono poi subire depolimerizzazione o riattaccarsi a diversi cinetocori.

4. Flusso verso i poli:

- Durante l'anafase, i cromatidi fratelli separati vengono tirati verso i poli opposti del fuso.

- I microtubuli che si sono staccati da un cinetocore possono subire un flusso verso i poli, scorrendo lungo le fibre del fuso verso i poli del fuso.

- Il flusso verso i poli è guidato da proteine ​​motrici, come la dineina e la chinesina, che si muovono lungo i microtubuli.

- Rilasciando i loro attaccamenti ai cinetocori, i microtubuli subiscono riarrangiamenti dinamici per consentire un'adeguata segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare. La regolazione precisa di questi meccanismi di distacco è fondamentale per garantire la fedeltà e l'accuratezza della divisione cellulare. La disregolazione delle inserzioni dei microtubuli può portare a disallineamento cromosomico e aneuploidia, che sono associati a vari disturbi e malattie genetiche.