Centromerbegreber, egenskaber, position, funktion

Det centromerer de er grundlæggende kromosomale strukturer, der holder søsterkromatider sammen under celledeling. Derudover er disse det sted, hvor mikrotubuli i spindlen sammenføjes for at adskille kromosomerne i slutningen af ​​celledeling..

Centromerer blev først beskrevet i 1882 af lægen og forskeren Walther Flemming (1843-1905), da han udførte en detaljeret karakterisering af celledeling..

Centromerer er også kendt som "adhæsionsregioner" eller "kinetochore". Imidlertid er det nu kendt, at disse er bindingsstederne for komplekset af DNA og proteiner, der danner kinetochore..

Begreber

Centromerens funktion i alle levende væsener er den samme, men hver art viser unikke egenskaber, og der kan være interspecifikke forskelle med hensyn til struktur, størrelse og kompleksitet..

DNA'et, der er en del af centromerer, gennemgår konstant ændringer (udvikler sig), hvilket indebærer, at der findes betydelige forskelle mellem arter, selv når disse er evolutionært meget tætte.

For forskere er undersøgelsen af ​​centromeren ikke en let opgave, da disse "strukturer" eller "regioner" i planter og dyr er indeholdt i dele af det satellitlignende genom (meget gentagne), hvilket gør det vanskeligt at kortlægge ved hjælp af teknikker til konventionel sekventering.

Mutationer i det centromere område har alvorlige fysiologiske implikationer hos mennesker. Abnormaliteter i dets struktur og funktioner er dødelige eller forbundet med medfødte og erhvervede sygdomme med kræft, infertilitet og fødselsforstyrrelser..

Centromeregenskaber

Centromerer er dele af kromosomer, der indeholder meget gentagne regioner af DNA i form af heterochromatin. Disse regioner er specialiseret i forening og segregering af søsterkromatider under celledeling..

Generelt indeholder centromererne de mest "ældste" DNA-sekvenser, ordnet successivt og tæt på grænsen eller grænsen mellem heterochromatin og euchromatin, det vil sige centromererne er meget heterochromatiske regioner.

Centromere sekvenser klassificeres regelmæssigt i to typer: satellit-DNA og transponerbare elementer. Begge sekvenstyper repræsenterer det meste af DNA'et indeholdt i centromerer..

På nuværende tidspunkt betragtes centromerer som komplekse strukturer sammensat af genomisk DNA, som er udsat for forskellige epigenetiske processer.

Da centromerer er en del af kromatosomkromatin, dannes de af et kompleks af DNA og histonproteiner, der favoriserer deres "emballering".

Nukleosomerne i de centromere regioner har imidlertid ikke histon H3-proteinet; i stedet har de en variant, som fagmænd har identificeret som, som er centromerer-specifik.

Dette histonlignende protein varierer betydeligt mellem forskellige arter. Hos pattedyr er dette kendt som CENP-A, i leddyr kaldes det CID og hos svampe og gær er det blevet kaldt Cse4.

Takket være de specifikke forskelle mellem CENH3-proteinet i centromerer anvendes dets egenskaber og egenskaber til identifikation af arter, især af det centromere område i kromosomerne..

Position

Placeringen af ​​centromeren på kromosomerne visualiseres i karyotyper som en "indsnævring", der generelt kaldes en "primær indsnævring".

I nogle organismer findes centromerer ikke i et område, men er temmelig "diffuse", så spindelfibrene kan forbinde sig langs hele kromosomet. Disse kromosomer er kendt som diffus centromer.

Centromerens position indikerer den form, som kromosomet vil tage under delingen af ​​kernen. Hvis centromeren er i midten af ​​et kromosom, vil det tage form af et "V", da det er adskilt mod modsatte poler i delingscellen..

Tværtimod, hvis centromeren er nær en af ​​enderne af et kromosom, vil denne, når den adskilles fra sin søsterkromatid, have en "J" -form under adskillelse. Ligeledes, hvis centromeren er placeret i enderne af et kromosom, vil adskillelsen give det et "stift stang" -udseende..

Det er vigtigt at nævne, at centromerens position på et kromosom indikerer forholdet mellem længderne på dets to arme (den korte eller "p" og den lange eller "q"). Dette forhold er ret specifikt for hver type kromosom..

Ifølge centromerens position genkendes tre typer kromosomer:

Telocentriske kromosomer

Disse kromosomer har centromeren i slutningen af ​​en af ​​de to kromatin “arme”. Det er dem, der bevæger sig i form af stive stænger under adskillelse mod polerne i celledeling.

Akrocentriske kromosomer

I denne type kromosomer forskydes centromeren mere mod den ene ende end mod den anden. Når cellen deler sig, og kromosomerne adskilles, er de accentriske kromosomer dem, der får en "J" -form..

Metacentriske kromosomer

Metacentriske kromosomer har centromerer placeret i hele midten af ​​kromosomet og adskiller to arme af samme længde. På grund af placeringen af ​​deres centromer udskilles metacentriske kromosomer i en V-form under anafase af celledeling.

Fungere

Centromerer er det universelle middel til effektiv sekretion af kromosomer i alle eukaryote organismer. De er bindingsstederne for mikrotubuli til at udøve den nøjagtige mekaniske kraft til at adskille kromosomer eller kromatider under meiose eller mitose..

Centromerens specifikke funktioner er adhæsion og adskillelse af søsterkromatider, fiksering af mikrotubuli, bevægelse af kromosomer under segregering mod datterceller, etablering af heterochromatin og repræsenterer desuden et kontrolpunkt for mitose.

Hos pattedyr findes CENP-lignende proteiner i centromer-heterochromatinet. Disse kan være af tre typer CENP-A, CENP-B og CENP-C, som alle deltager i samlingen af ​​kinetochore.

Fraværet af CENP-C-proteinet kan forårsage alvorlige fejl i adskillelsen af ​​kromosomer, da dette er et protein, der har DNA-bindende og "selvassocierende" egenskaber og er direkte relateret til adskillelsen af ​​kromosomer og kinetochore-funktionsfejl.

Det er i øjeblikket kendt, at nogle regioner af centromerer er transkriptionelt aktive. Disse koder for små interfererende RNA'er, som deltager i transkriptionel dæmpning af nogle regioner i genomet..

Disse små dobbeltbånds-RNA-transkripter fra de pericentromere regioner er essentielle for samling af heterochromatin og er de transkriptionsregioner, der regulerer trinnene inden celledeling..

Referencer

1. Choo, K. A. (1997). Centromeren (bind 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, J. R. S. (2001). Centromer.
3. Fukagawa, T. og Earnshaw, W. C. (2014). Centromeren: kromatin fundament til kinetochore maskiner. Udviklingscelle, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K. og Malik, H. S. (2001). Centromerparadoxet: stabil arv med hurtigt udviklende DNA. Science, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Centromeridentitet fra DNA-synspunkt. Kromosom, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, F. G., & Straight, A. F. (2015). Centromeren: epigenetisk kontrol af kromosomseparation under mitose. Cold Spring Harbour perspektiver i biologi, 7 (1), a015818.