- Појмови
- Карактеристике Центромера
- Положај
- Телоцентрични хромозоми
- Акроцентрични хромозоми
- Метацентрични хромозоми
- Функција
- Референце
У центромера су темељни хромозомске структуре које држе заједно сестра хроматида током ћелијске деобе. Поред тога, то су место где се микротубуле вретена спајају да би одвојиле хромозоме на крају ћелијске деобе.
Центромере је први пут описао лекар и истраживач Валтхер Флемминг (1843-1905) 1882. године, када је извршио детаљну карактеризацију деобе ћелија.
Основна структура хромосома, са центромером у средини. Извор: лифедер.цом
Центромерес је такође познат као "адхезиони региони" или "кинетоцхорес". Међутим, сада је познато да су то места везивања комплекса ДНК и протеина који формирају кинетохоре.
Појмови
Функција центромера у свим живим бићима је иста, али свака врста показује јединствене карактеристике, па могу постојати и интерспецифичне разлике у погледу структуре, величине и сложености.
Графички приказ људског центромера (Извор: Силвиа3 виа Викимедиа Цоммонс) ДНК који је део центромера подвргава се сталним модификацијама (еволуира), што имплицира да су пронађене значајне разлике међу врстама, чак и када су оне еволуцијски врло блиске.
За научнике проучавање центромера није лак задатак, јер се код биљака и животиња ове „структуре“ или „региони“ налазе у деловима генома сличних сателиту (веома понављајући), што отежава мапирање користећи технике конвенционално секвенцирање
Мутације у центромерној регији имају озбиљне физиолошке импликације код људи. Ненормалности у његовој структури и функцијама су смртоносне или су повезане са урођеним и стеченим болестима, са раком, неплодношћу и поремећајима рађања.
Карактеристике Центромера
Центромерес је део хромозома који садрже веома понављајућа подручја ДНК у облику хетерохроматина. Ови региони су специјализовани за везање и сегрегацију сестринских хроматида током ћелијске деобе.
Опћенито, центромери садрже најстарије ДНК секвенце, поредане сукцесивно и близу границе између хетерохроматина и еухроматина, то јест, центромери су високо хетерохроматска подручја.
Центромерне секвенце редовно су класификоване у две врсте: сателитски ДНК и преносиви елементи. Обе врсте секвенце представљају већину ДНК која се налази у центромерама.
Организација ДНК у центромерним регионима различитих врста (Извор: Гоуттегд виа Викимедиа Цоммонс) Центромери се данас сматрају сложеном структуром састављеном од геномске ДНК која је подвргнута различитим епигенетским процесима.
Пошто су центромери део хромозома хроматина, формирани су сложеним ДНК и хистонским протеинима који фаворизују њихово „паковање“.
Нуклеозоми центромерних региона, међутим, не поседују протеин хистон Х3; уместо тога, они имају варијанту коју су они који познају ово подручје идентификовали као специфичну за центромере.
Овај протеин сличан хистону знатно варира између различитих врста. Код сисара је то познато као ЦЕНП-А, код чланконожаца се назива ЦИД, а у гљивицама и квасцима названо је Цсе4.
Захваљујући специфичним разликама протеина ЦЕНХ3 у центромерама, његове карактеристике и својства користе се за идентификацију врста, посебно центромерног региона у хромозомима.
Положај
Локација центромера на хромосомима се у кариотиповима приказује као "сужавање" што се углавном назива "примарно сужење".
У неким организмима центромери се не налазе у једној регији, већ су прилично "дифузни", тако да се влакна вретена могу придружити дуж целог хромозома. Ови хромозоми су познати као дифузни центромере.
Дијаграм холоцентричног или дифузног кромосома центромера и другог метацентричног хромосома (такође познат као „моноцентрични“, пошто имају само један центрометар) (Извор: Мандриоли & Маницарди виа Викимедиа Цоммонс) Позиција центромера указује на облик који ће хромозом попримити током поделе језгра. Ако је центромере у средини хромозома, он ће попримити облик „В“ јер је одвојен према супротним половима дељиве ћелије.
Супротно томе, ако се центромера налази близу једног од крајева хромозома, то ће, када се одвоји од сестринске хроматиде, имати облик „Ј“ током сегрегације. Исто тако, ако се центромере налази на крајевима хромосома, одвајање ће му пружити изглед „круте шипке“.
Важно је напоменути да положај центромера на хромосому указује на однос између дужина његове две руке (кратке или "п" и дуге или "к"). Ова веза је сасвим специфична за сваку врсту хромозома.
Према положају центромера, препознају се три врсте хромозома:
Хромосомски типови и локација центромера. О: кратка рука (п). Б: центромере. Ц. Дуга рука (к). Д: сестрински хроматид. И-телоцентрични: центромере је близу врха. Руке п помало видљиве. ИИ-акроцентрични: к кракови су дужи од п кракова, али су дужи него у телоцентричним. ИИИ-Субметацентрични: кракови п и к су сличне дужине, али нису једнаки. ИВ-Метацентрични: к и п руке једнаке дужине. Фоцкеи003
Телоцентрични хромозоми
Ови хромозоми имају центромере на крају једне од "кракова" хроматина. Они су они који се крећу у облику крутих штапова током сегрегације према половима у подели ћелија.
Акроцентрични хромозоми
Код ове врсте хромозома показује се да је центромере померен више према једном од крајева него према другом. Када се ћелија подели и хромозоми се одвоје, акроцентрични хромозоми су ти који добијају "Ј" облик.
Метацентрични хромозоми
Метацентрични хромозоми имају центромере смештене по целом центру хромосома, раздвајајући две краке једнаке дужине. Због локације њиховог центромера, метацентрични хромозоми се одвајају у облику В током анафазе ћелијске деобе.
Функција
Центромерес је универзално средство за ефикасно лучење хромозома у свим еукариотским организмима. Они су места за причвршћивање микротубула да би извршили прецизну механичку силу за одвајање хромозома или хроматида током мејозе или митозе.
Специфичне функције центромера су адхезија и одвајање сестринских хроматида, фиксација микротубула, кретање хромозома током сегрегације према ћеркама ћелија, успостављање хетерохроматина и, поред тога, представљају контролну тачку митоза
Код сисара протеини слични ЦЕНП-у налазе се у центромере хетерохроматину. То могу бити три типа ЦЕНП-А, ЦЕНП-Б и ЦЕНП-Ц, а сви они учествују у састављању кинетохора.
Одсуство протеина ЦЕНП-Ц може проузроковати озбиљне грешке у сегрегацији хромозома, пошто је то протеин који има својства везања ДНК и „само-асоцијацију“ и директно је повезан са сегрегацијом квар хромозома и кинетохора.
Тренутно је познато да су неке регије центромера транскриптивно активне. Они кодирају мале РК интерференције, који учествују у транскрипцијском утишавању неких регија генома.
Ови мали двоструки транскрипти РНА из перицентромерних региона су од суштинског значаја за скупљање хетерохроматина и транскрипциони региони за регулисање корака пре поделе ћелије.
Референце
- Цхоо, КА (1997). Центромере (вол. 320). Окфорд: Окфорд Университи Пресс.
- Финцхам, ЈРС (2001). Центромере.
- Фукагава, Т., и Еарнсхав, ВЦ (2014). Центромере: хроматински темељ за кинетоцхоре машине. Развојна ћелија, 30 (5), 496-508.
- Хеникофф, С., Ахмад, К., и Малик, ХС (2001). Парадокс центромера: стабилно насљеђивање са брзо развијајућом ДНК. Наука, 293 (5532), 1098-1102.
- Плохл, М., Мештровић, Н., и Мравинац, Б. (2014). Центромере идентитета са становишта ДНК. Хромосом, 123 (4), 313-325.
- Вестхорпе, ФГ, & Страигхт, АФ (2015). Центромере: епигенетска контрола сегрегације хромозома током митозе. Перспективе Цолд Спринг Харбор из биологије, 7 (1), а015818.