- Begreper
- Sentromeregenskaper
- Posisjon
- Telosentriske kromosomer
- Akosentriske kromosomer
- Metasentriske kromosomer
- Funksjon
- referanser
De sentromerer er en grunnleggende kromosom strukturer som holder sammen de søsterkromatider under celledeling. I tillegg er dette stedet der mikrotubulene i spindelen går sammen for å skille kromosomene på slutten av celledelingen.
Centromeres ble først beskrevet i 1882 av legen og forskeren Walther Flemming (1843-1905), da han utførte en detaljert karakterisering av celledelingen.
Grunnstruktur av et kromosom, med sentromerene i midten av det. Kilde: lifeder.com
Sentromerer er også kjent som "vedheftelsesregioner" eller "kinetokorer." Imidlertid er det nå kjent at dette er bindingsstedene til komplekset av DNA og proteiner som danner kinetokoren.
Begreper
Sentromererens funksjon i alle levende vesener er den samme, men hver art viser unike egenskaper, og det kan være interspesifikke forskjeller når det gjelder struktur, størrelse og kompleksitet.
Grafisk fremstilling av en menneskelig sentromer (Kilde: Silvia3 via Wikimedia Commons) DNAet som er en del av sentromerene gjennomgår konstante modifikasjoner (utvikler seg), noe som innebærer at det er betydelige forskjeller mellom arter, selv når disse evolusjonært er veldig nærme.
For forskere er studiet av sentromer ikke en lett oppgave, siden hos planter og dyr er denne "strukturen" eller "regionene" inneholdt i deler av det satellittlignende genomet (svært repeterende), noe som gjør det vanskelig å kartlegge ved bruk av teknikker for konvensjonell sekvensering.
Mutasjoner i sentromerområdet har alvorlige fysiologiske implikasjoner hos mennesker. Unormaliteter i struktur og funksjoner er dødelige eller assosiert med medfødte og ervervede sykdommer, med kreft, infertilitet og fødselsforstyrrelser.
Sentromeregenskaper
Sentromerer er deler av kromosomer som inneholder svært repeterende DNA-regioner i form av heterokromatin. Disse regionene er spesialiserte for tilknytning og segregering av søsterkromatider under celledeling.
Generelt inneholder sentromerer de eldste DNA-sekvensene, bestilt i rekkefølge og nær grensen mellom heterokromatin og eukromatin, det vil si sentromerer er sterkt heterokromatiske regioner.
Sentromere sekvenser blir regelmessig klassifisert i to typer: satellitt-DNA og transponerbare elementer. Begge typer sekvens representerer det meste av DNA som er inneholdt i sentromerene.
Organisering av DNA i de sentromere regionene av forskjellige arter (Kilde: Gouttegd via Wikimedia Commons) For tiden regnes sentromerer som komplekse strukturer sammensatt av genomisk DNA, som blir utsatt for forskjellige epigenetiske prosesser.
Siden sentromerene er en kromatinedel av kromosomene, dannes de av et kompleks av DNA og histonproteiner som favoriserer deres "pakking".
Nukleosomene i de sentromere regionene har imidlertid ikke histon H3-proteinet; i stedet har de en variant som fagfolk har identifisert som, som er sentromerspesifikk.
Dette histonlignende proteinet varierer betydelig mellom forskjellige arter. Hos pattedyr er dette kjent som CENP-A, i leddyr kalles det CID og i sopp og gjær har det blitt kalt Cse4.
Takket være de spesifikke forskjellene i CENH3-proteinet i sentromerene, brukes dets egenskaper og egenskaper for identifisering av arter, spesielt i det sentromere området i kromosomene.
Posisjon
Plasseringen av sentromerene på kromosomer blir visualisert i karyotyper som en "innsnevring", som vanligvis kalles en "primær innsnevring."
I noen organismer finnes sentromerene ikke i ett område, men er ganske "diffuse", slik at fibrene i spindelen kan feste seg langs hele kromosomet. Disse kromosomene er kjent som diffus sentromer.
Diagram over et holosentrisk eller diffus sentromere kromosom og et annet metasentrisk kromosom (også kjent som “monosentrisk”, siden de bare har en sentromere) (Kilde: Mandrioli & Manicardi via Wikimedia Commons) Sentromerens plassering indikerer den formen som kromosomet vil ta under delingen av kjernen. Hvis sentromeren er i midtpunktet til et kromosom, vil den ha formen av en "V" når den er adskilt mot motsatte poler i delingscellen.
Tvert imot, hvis sentromeren er nær en av endene av et kromosom, vil dette, når det skilles fra søsterkromatid, ha en "J" -form under segregering. På samme måte, hvis sentromerene er plassert i endene av et kromosom, vil separasjonen gi den et "stivt stang" -utseende.
Det er viktig å nevne at sentromerens plassering på et kromosom indikerer forholdet mellom lengden på de to armene (den korte eller "p" og den lange eller "q"). Dette forholdet er ganske spesifikt for hver type kromosom.
I henhold til sentromerens plassering gjenkjennes tre typer kromosomer:
Kromosomtyper og plassering av sentromer. A: kort arm (p). B: sentromere. C. Lang arm (q). D: søsterkromatid. I-telosentrisk: sentromerene er nær toppen. Armer p noe synlig. II-acrocentric: q armer er lengre enn p armer, men disse er lengre enn i telocentrics. III-Submetacentric: armene p og q er like i lengde, men ikke like. IV-metasentrisk: q og p armer like lange. Fockey003
Telosentriske kromosomer
Disse kromosomene har sentromerene på slutten av en av de to kromatin "armene". De er de som beveger seg i form av stive stenger under segregering mot polene i celledeling.
Akosentriske kromosomer
I denne typen kromosomer vises sentromerene til å være forskjøvet mer mot den ene enden enn mot den andre. Når cellen deler seg og kromosomene skilles ut, er de akroentriske kromosomene de som får en "J" -form.
Metasentriske kromosomer
Metasentriske kromosomer har sentromerer lokalisert i hele sentrum av kromosomet, og skiller to armer av samme lengde. På grunn av sentromerens beliggenhet, utskilles metacentriske kromosomer i en V-form under anafase av celledeling.
Funksjon
Sentromerer er de universelle virkemidlene for effektiv sekresjon av kromosomer i alle eukaryote organismer. De er bindingsstedene for mikrotubuli for å utøve den presise mekaniske kraften for å skille kromosomer eller kromatider under meiose eller mitose.
De spesifikke funksjonene til sentromerene er vedheft og separasjon av søsterkromatider, fiksering av mikrotubuli, bevegelse av kromosomer under segregering mot datterceller, etablering av heterokromatin og i tillegg representerer et sjekkpunkt for mitose.
Hos pattedyr finnes CENP-lignende proteiner i sentromer heterokromatinet. Disse kan være av tre typer CENP-A, CENP-B og CENP-C, som alle deltar i samlingen av kinetochore.
Fravær av CENP-C-protein kan forårsake alvorlige feil i segregeringen av kromosomer, siden dette er et protein som har DNA-bindende og "selvassosierende" egenskaper og er direkte relatert til segregeringen av kromosomer og kinetokore funksjonsfeil.
Det er for tiden kjent at noen regioner av sentromerene er transkripsjonelt aktive. Disse koder for små interferens-RNA-er, som deltar i transkripsjonell lyddemping av noen regioner i genomet.
Disse små dobbeltbånd RNA-transkriptene fra de pericentromere regionene er essensielle for sammenstillingen av heterokromatin og er de transkripsjonelle regionene for å regulere trinnene før celledeling.
referanser
- Choo, KA (1997). Sentromerene (vol. 320). Oxford: Oxford University Press.
- Fincham, JRS (2001). Cent.
- Fukagawa, T., & Earnshaw, WC (2014). Sentromeren: kromatinfundament for kinetokoremaskineriet. Utviklingscelle, 30 (5), 496-508.
- Henikoff, S., Ahmad, K., & Malik, HS (2001). Sentromerparadokset: stabil arv med raskt utviklende DNA. Science, 293 (5532), 1098-1102.
- Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Sentromer identitet fra DNA synspunkt. Kromosom, 123 (4), 313-325.
- Westhorpe, FG, & Straight, AF (2015). Sentromeren: epigenetisk kontroll av kromosom segregering under mitose. Cold Spring Harbor-perspektiver i biologi, 7 (1), a015818.