Centromerbegrepp, egenskaper, position, funktion

De centromerer de är grundläggande kromosomstrukturer som håller systerkromatider samman under celldelning. Dessutom är dessa platsen där mikrotubuli i spindeln sammanfogar för att separera kromosomerna i slutet av celldelningen..

Centromerer beskrivs först 1882 av läkaren och forskaren Walther Flemming (1843-1905), när han utförde en detaljerad karaktärisering av celldelning..

Centromerer är också kända som "vidhäftningsregioner" eller "kinetokor". Det är emellertid nu känt att dessa är bindningsställena för komplexet av DNA och proteiner som bildar kinetokoren..

Begrepp

Centromers funktion hos alla levande varelser är densamma, men varje art visar unika egenskaper, och det kan finnas interspecifika skillnader i fråga om struktur, storlek och komplexitet..

DNA som ingår i centromererna genomgår ständiga modifieringar (utvecklas), vilket innebär att signifikanta skillnader finns mellan arter, även när dessa är evolutionärt mycket nära.

För forskare är studien av centromeren inte en lätt uppgift, eftersom i "växter och djur" finns dessa "strukturer" eller "regioner" i delar av det satellitliknande genomet (mycket repetitiva), vilket gör det svårt att kartlägga med hjälp av tekniker för konventionell sekvensering.

Mutationer i det centromera området har allvarliga fysiologiska konsekvenser för människor. Avvikelser i dess struktur och funktioner är dödliga eller associerade med medfödda och förvärvade sjukdomar, med cancer, infertilitet och födelsestörningar..

Centromeregenskaper

Centromerer är delar av kromosomer som innehåller mycket repetitiva DNA-regioner i form av heterokromatin. Dessa regioner är specialiserade på förening och segregering av systerkromatider under celldelning..

Generellt innehåller centromererna de mest "äldsta" DNA-sekvenserna, ordnade successivt och nära gränsen eller gränsen mellan heterokromatin och eukromatin, det vill säga centromererna är mycket heterokromatiska regioner.

Centromera sekvenser klassificeras regelbundet i två typer: satellit-DNA och transponerbara element. Båda typerna av sekvens representerar det mesta av DNA som finns i centromererna..

För närvarande betraktas centromerer som komplexa strukturer som består av genomiskt DNA, som utsätts för olika epigenetiska processer.

Eftersom centromerer är en del av kromatosomkromatin, bildas de av ett komplex av DNA och histonproteiner som gynnar deras "förpackning".

Nukleosomerna i de centromera regionerna har emellertid inte histon H3-proteinet; istället har de en variant som fackmannen har identifierat som, vilken är centromerspecifik.

Detta histonliknande protein varierar avsevärt mellan olika arter. Hos däggdjur kallas detta CENP-A, i leddjur kallas det CID och i svampar och jäst har det kallats Cse4.

Tack vare de specifika skillnaderna mellan CENH3-proteinet i centromererna används dess egenskaper och egenskaper för identifiering av arter, särskilt av den centromera regionen i kromosomerna..

Placera

Placeringen av centromeren på kromosomerna visualiseras i karyotyper som en "förträngning" som vanligtvis kallas en "primär sammandragning".

I vissa organismer finns centromererna inte i ett område utan snarare "diffusa" så att fibrerna i spindeln kan förenas längs hela kromosomen. Dessa kromosomer är kända som diffus centromer.

Placeringen av centromeren indikerar den form som kromosomen kommer att ta under delningen av kärnan. Om centromeren är i mittpunkten för en kromosom, kommer den att ta formen av ett "V" eftersom det är segregerat mot motsatta poler i delningscellen..

Tvärtom, om centromeren är nära en av ändarna av en kromosom, kommer denna, när den separeras från sin systerkromatid, att ha en "J" -form under segregering. På samma sätt, om centromeren är belägen vid ändarna av en kromosom, kommer separationen att ge den ett "styvt stav" utseende..

Det är viktigt att nämna att placeringen av centromeren på en kromosom indikerar förhållandet mellan längderna på de två armarna (den korta eller "p" och den långa eller "q"). Detta förhållande är ganska specifikt för varje typ av kromosom..

Enligt centromererns position känns igen tre typer av kromosomer:

Telocentriska kromosomer

Dessa kromosomer har centromeren i slutet av en av de två kromatin ”armarna”. De är de som rör sig i form av styva stavar under segregering mot polerna i celldelning.

Akrocentriska kromosomer

I denna typ av kromosomer flyttas centromeren mer mot ena änden än mot den andra. När cellen delar sig och kromosomerna separeras är de accentriska kromosomerna de som får en "J" -form..

Metacentriska kromosomer

Metacentriska kromosomer har centromerer som ligger i hela kromosomens centrum och separerar två lika långa armar. På grund av placeringen av deras centromer utsöndras metacentriska kromosomer i V-form under anafas av celldelning.

Fungera

Centromerer är de universella medlen för effektiv utsöndring av kromosomer i alla eukaryota organismer. De är bindningsställena för mikrotubuli för att utöva den exakta mekaniska kraften för att separera kromosomer eller kromatider under meios eller mitos..

Centromers specifika funktioner är vidhäftning och separation av systerkromatider, fixering av mikrotubuli, rörelse av kromosomer under segregering mot dotterceller, etablering av heterokromatin och representerar dessutom en kontrollpunkt för mitos.

Hos däggdjur finns CENP-liknande proteiner i centromerens heterokromatin. Dessa kan vara av tre typer CENP-A, CENP-B och CENP-C, alla deltar i montering av kinetochore.

Frånvaron av CENP-C-proteinet kan orsaka allvarliga fel i segregeringen av kromosomer, eftersom detta är ett protein som har DNA-bindande och "självassocierande" egenskaper och är direkt relaterat till segregeringen av kromosomer och kinetokorfel..

Det är för närvarande känt att vissa regioner av centromererna är transkriptionellt aktiva. Dessa kodar för små störande RNA, som deltar i transkriptionsdämpningen av vissa regioner i genomet..

Dessa små dubbelband-RNA-transkript från de pericentromera regionerna är väsentliga för sammansättningen av heterokromatin och är de transkriptionsregioner som reglerar stegen före celldelning..

Referenser

1. Choo, K. A. (1997). Centromeren (Vol. 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, J. R. S. (2001). Centromer.
3. Fukagawa, T., & Earnshaw, W. C. (2014). Centromeren: kromatinfundament för kinetochore-maskiner. Utvecklingscell, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K., & Malik, H. S. (2001). Centromerparadoxen: stabil arv med snabbt utvecklande DNA. Science, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Centromeridentitet ur DNA-synvinkel. Kromosom, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, F. G., & Straight, A. F. (2015). Centromeren: epigenetisk kontroll av kromosomsegregering under mitos. Cold Spring Harbour perspektiv i biologi, 7 (1), a015818.