Le proteine centromeriche

La prima proteina centromerica scoperta è stata CENP-A (o CEN-H3), una proteina di 17 KD di fondamentale importanza nel mantenimento dei centromeri di mammifero, presente sia nei centromeri nativi che nei neocentromeri, ma assente in quelli mutati oppure inattivi. CENP-A è un membro della famiglia proteica H3 ed è in grado di assemblare, in vitro,  le particelle nucleoproteine in assenza dell'istone H3. Proteine simili a CENP-A sono presenti negli altri eucarioti (eccetto Arabidopsis thaliana): Cse4 in Saccharomyces Cerevisiae, presente nell'unico nucleosoma che forma il centromero puntiforme , HCP3 in Caenorhabditis elegans, è presente lungo tutto il cromosoma , SpCENP-A in pompe, presente solo nella regione core del centromero e non nelle sequenze di DNA ripetuto che fiancheggiano il core, e Cid in Drosophila melanogaster. Inoltre, esperimenti di mutagenesi in vitro hanno permesso di vedere che l'inattivazione di CENP-A, o di qualunque altra proteina omologa a seconda della specie, comporta la distruzione della mitosi e quindi la progressione del ciclo cellulare. Se, invece, CENP-A non è distrutta totalmente si ha una mutazione o una delezione parziale di questa proteina e si osserva una localizzazione errata delle altre proteine che assicurano il corretto funzionamento del centromero e quindi della migrazione dei cromatidi fratelli ai lati opposti. Quindi si è dedotto che CEN-H3 funge da impalcatura (scaffod) per l'assemblaggio corretto del cinetocore nella parte esterna del DNA centromerico oltre che per l'appaiamento dei due cromatidi fratelli nella regione centromerica. Inoltre, appartenendo alla famiglia proteica H3, è costituita da un dominio carbossi-terminale che ha un'identità tra il 38% e il 68% con lo stesso dominio dell'istone H3 normale. La parte più variabile, invece, è il dominio ammino-terminale, che nelle varie specie, può essere lungo da 27 a 196 amminoacidi e non presenta omologie di sequenza con la coda dell'istone H3.
La proteina CENP-B è stata studiata, invece, soprattutto nei cromosomi di mammifero ed è localizzata sui centromeri umani e murini attraverso un legame diretto alle 17 bp presenti nella CENP-B box dell'α satellite umano e del satellite minor di topo. Questa proteina è presente  sui centromeri attivi e inattivi dei cromosomi pseudodicentrici e multicentrici, suggerendo che l'assemblaggio di CENP-B è importante ma non fondamentale per la formazione del centromero, ma è assente nei neocentromeri attivi (ossia in quelle regioni cromosomiche che funzionano come centromeri pur non avendo le regioni centromeriche) e sul cromosoma Y del topo e dell'uomo. Comunque il ruolo di CENP-B consiste nell'organizzare il DNA satellite centromerico, cioè di far assumere a questo una configurazione più stabile. Probabilmente il fatto che CENP-B non sia presente sul cromosoma Y umano, come dicono molti autori, deriva dal fatto che essendo un cromosoma piccolo non richiede molto energia da parte dei microtubuli per la separazione al centromero. La proteina CENP-C, invece, è sempre presente sui centromeri attivi ed è localizzata verso la parte esterna ossia verso il cinetocore. Essa svolge un ruolo di connessione tra la cromatina centromerica e il cinetocore stesso e, inoltre, è essenziale per la segregazione mitotica. Vi sono anche proteine omologhe a CENP-C in S. Cerevisiae (Mif2p), S. pompe (Cnp3), Caenorhabditis elegans (HCP-4) e in altri vertebrati e piante, ma sono assenti in Drosophila. Queste sono molecole molto piccole circa 23 amminoacidi e la loro funzione non è ancora molto chiara. Si è visto, infine, che la localizzazione corretta di CENP-C dipende dalla presenza di CENP-A e che CENP-C ha un' affinità con il DNA ma non ad un DNA specifico, quindi un' affinità di legame aspecifica. La proteina CENP-E, invece, è un membro della famiglia delle chinesine, molecole importanti per il movimento delle proteine centromeriche. Questa proteina è presente solo sui centromeri attivi e ha un il ruolo di proteina “motore”coinvolta nel legame ai microtubuli e nel movimento quindi dei cromosomi. Anche CENP-F si ritrova, come CENP-E, nella parte esterna del cinetocore e viene assemblata nella tarda fase G2, cioè poco prima che si vada nella profase mitotica, e in quest'ultima fase viene osservata sempre sulla piastra esterna del cinetocore. Essa interagisce con CENP-E e la sovra espressione di questa proteina mancante della parte amino-terminale blocca la progressione del ciclo cellulare alla transizione S/G2. Infine, troviamo le proteine CENP-G e CENP-H, identificate recentemente nei mammiferi. La prima è una proteina associata alla matrice nucleare ed è localizzata sulla piastra interna del cinetocore mentre la seconda è una proteina associata ai centromeri che però non sembra avere una funzione specifica per la mitosi essendo associata ai centromeri in tutti gli stadi del ciclo cellulare. Per questo CENP-H potrebbe essere una di quelle proteine che funziona da chaperon/guidatore per la corretta associazione della proteina CENP-A con la regione centromerica (le sequenze alfoidi).