CENTROMERE: KAVRAMLAR, ÖZELLIKLER, KONUM, IŞLEV - BIYOLOJI - 2025

Sentromer hücre bölünmesi sırasında birlikte kardeş kromozomlardalerde sahip temel bir kromozom yapılardır. Ayrıca bunlar, milin mikrotübüllerinin hücre bölünmesinin sonunda kromozomları ayırmak için birleştiği yerdir.

Centromeres, ilk olarak 1882'de doktor ve araştırmacı Walther Flemming (1843-1905) tarafından, hücre bölünmesinin ayrıntılı bir karakterizasyonunu gerçekleştirdiği zaman tanımlanmıştır.

Merkezinde centromere bulunan bir kromozomun temel yapısı. Kaynak: lifeder.com

Sentromerler, "yapışma bölgeleri" veya "kinetokorlar" olarak da bilinir. Bununla birlikte, artık bunların DNA kompleksinin ve kinetokoru oluşturan proteinlerin bağlanma yerleri olduğu bilinmektedir.

Kavramlar

Centromere'nin tüm canlılarda işlevi aynıdır, ancak her tür kendine özgü özellikler gösterir ve yapı, boyut ve karmaşıklık açısından türler arası farklılıklar olabilir.

Bir insan sentromerinin grafik temsili (Kaynak: Silvia3, Wikimedia Commons) Sentromerlerin bir parçası olan DNA, evrimsel olarak çok yakın olsalar bile türler arasında önemli farklılıklar bulunduğunu ima eden, sürekli değişikliklere uğrar (gelişir).

Bilim adamları için sentromere çalışması kolay bir iş değildir, çünkü bitkilerde ve hayvanlarda bu "yapı" veya "bölgeler", uydu benzeri genomun bölümlerinde (oldukça tekrarlayan) bulunur ve bu da geleneksel sıralama.

Sentromerik bölgedeki mutasyonların insanlarda ciddi fizyolojik etkileri vardır. Yapı ve işlevlerindeki anormallikler ölümcüldür veya doğuştan ve edinilmiş hastalıklar, kanser, kısırlık ve doğum bozuklukları ile ilişkilidir.

Centromere özellikleri

Centromeres, heterokromatin formunda oldukça tekrarlayan DNA bölgeleri içeren kromozom kısımlarıdır. Bu bölgeler, hücre bölünmesi sırasında kardeş kromatitlerin bağlanması ve ayrılması için uzmanlaşmıştır.

Genellikle sentromerler, arka arkaya sıralanan ve heterokromatin ile ökromatin arasındaki sınıra yakın olan en eski DNA dizilerini içerir, yani sentromerler oldukça heterokromatik bölgelerdir.

Santromerik diziler düzenli olarak iki türe sınıflandırılır: uydu DNA ve yeri değiştirilebilen elemanlar. Her iki sekans türü, sentromerlerde bulunan DNA'nın çoğunu temsil eder.

Farklı türlerin sentromerik bölgelerinde DNA'nın organizasyonu (Kaynak: Gouttegd, Wikimedia Commons) Şu anda, sentromerler, farklı epigenetik süreçlere maruz kalan genomik DNA'dan oluşan karmaşık yapılar olarak kabul edilmektedir.

Sentromerler, kromozomların bir kromatin kısmı olduklarından, bir DNA ve histon proteinleri kompleksi tarafından oluşturulurlar ve "paketlenmelerini" tercih ederler.

Bununla birlikte, sentromerik bölgelerin nükleozomları, histon H3 proteinine sahip değildir; bunun yerine, sanayide hünerli kişilerin sentromere özgü olarak tanımladıkları bir varyantı vardır.

Bu histon benzeri protein, farklı türler arasında önemli ölçüde değişir. Memelilerde bu CENP-A olarak bilinir, eklembacaklılarda CID olarak adlandırılır ve mantar ve mayalarda Cse4 olarak adlandırılır.

Sentromerlerdeki CENH3 proteininin spesifik farklılıkları sayesinde, karakteristikleri ve özellikleri, türlerin, özellikle de kromozomlardaki sentromerik bölgenin tanımlanmasında kullanılır.

Durum

Sentromerin kromozomlar üzerindeki konumu, karyotiplerde genellikle "birincil daralma" olarak adlandırılan bir "daralma" olarak görselleştirilir.

Bazı organizmalarda sentromerler tek bir bölgede bulunmaz, aksine "dağınıktır", böylece milin lifleri tüm kromozom boyunca birleşebilir. Bu kromozomlar, yaygın sentromer olarak bilinir.

Bir holosentrik veya dağınık sentromer kromozomu ve başka bir metasentrik kromozomun şeması (yalnızca bir sentromere sahip oldukları için "monosentrik" olarak da bilinir) (Kaynak: Mandrioli & Manicardi, Wikimedia Commons aracılığıyla) Sentromerin konumu, kromozomun alacağı şekli gösterir çekirdeğin bölünmesi sırasında. Sentromer bir kromozomun orta noktasındaysa, bölünen hücrenin zıt kutuplarına doğru ayrıldığından "V" şeklini alacaktır.

Aksine, sentromer bir kromozomun uçlarından birine yakınsa, bu, kardeş kromatidinden ayrılırken, ayrılma sırasında bir "J" şekline sahip olacaktır. Benzer şekilde, sentromer bir kromozomun uçlarında yer alıyorsa, ayrılma ona "sert bir çubuk" görünümü verecektir.

Sentromerin bir kromozom üzerindeki pozisyonunun, iki kolunun uzunlukları (kısa veya "p" ve uzun veya "q") arasındaki ilişkiyi gösterdiğini belirtmek önemlidir. Bu ilişki, her bir kromozom türü için oldukça spesifiktir.

Sentromerin konumuna göre, üç tür kromozom tanınır:

Sentromerin kromozom tipleri ve yeri. A: kısa kol (p). B: sentromer. C. Uzun kol (q). D: kardeş kromatid. I-Telosentrik: sentromer tepeye yakın. Kollar p biraz görünür. II-Akrosentrik: q kolları p kollarından daha uzundur, ancak bunlar telosentriklerden daha uzundur. III-Submetacentric: p ve q kolları benzer uzunluktadır ancak eşit değildir. IV-Metacentric: q ve p kolları eşit uzunluktadır. Fockey003

Telosentrik kromozomlar

Bu kromozomlar, iki kromatin "kolundan" birinin sonunda sentromere sahiptir. Hücre bölünmesinde kutuplara doğru segregasyon sırasında sert çubuklar şeklinde hareket edenlerdir.

Akrosantrik kromozomlar

Bu tip kromozomlarda, sentromerin uçlardan birine diğerine göre daha fazla kaydırıldığı gösterilmiştir. Hücre bölündüğünde ve kromozomlar ayrıldığında, akrosantrik kromozomlar "J" şeklini alan kromozomlardır.

Metasentrik kromozomlar

Metasentrik kromozomlar, kromozomun merkezinde yer alan ve eşit uzunluktaki iki kolu ayıran sentromere sahiptir. Santromerlerinin konumu nedeniyle, metasentrik kromozomlar, hücre bölünmesinin anafazı sırasında bir V şeklinde salgılar.

fonksiyon

Sentromerler, tüm ökaryotik organizmalarda kromozomların etkili salgılanmasının evrensel yoludur. Mikrotübüllerin, mayoz veya mitoz sırasında kromozomları veya kromatidleri ayırmak için hassas mekanik kuvveti uygulamak için bağlanma bölgeleridir.

Sentromerin spesifik fonksiyonları, kardeş kromatitlerin yapışması ve ayrılması, mikrotübüllerin sabitlenmesi, kromozomların yavru hücrelere doğru ayrılma sırasında hareketi, heterokromatin oluşturulması ve ayrıca bir kontrol noktasını temsil etmektir. mitoz.

Memelilerde, CENP benzeri proteinler sentromer heterokromatinde bulunur. Bunlar üç tip CENP-A, CENP-B ve CENP-C olabilir, hepsi kinetokorun montajına katılır.

CENP-C proteininin yokluğu, kromozomların segregasyonunda ciddi hatalara neden olabilir, çünkü bu, DNA bağlama ve "kendi kendine birleşme" özelliklerine sahip olan ve doğrudan ayrılma ile ilgili olan bir proteindir. kromozomlar ve kinetokor arızası.

Şu anda sentromerlerin bazı bölgelerinin transkripsiyonel olarak aktif olduğu bilinmektedir. Bunlar, genomun bazı bölgelerinin transkripsiyonel susturulmasına katılan küçük girişim RNA'larını kodlar.

Perisentromerik bölgelerden gelen bu küçük çift bantlı RNA transkriptleri, heterokromatinin birleşmesi için gereklidir ve hücre bölünmesinden önceki aşamaları düzenlemek için transkripsiyonel bölgelerdir.

Referanslar

1. Choo KA (1997). Centromere (Cilt 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, JRS (2001). Sentromer.
3. Fukagawa, T. ve Earnshaw, WC (2014). Centromere: kinetokor makinesi için kromatin temeli. Gelişim hücresi, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K. ve Malik, HS (2001). Centromere paradoksu: hızla gelişen DNA ile istikrarlı kalıtım. Bilim, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N. ve Mravinac, B. (2014). DNA bakış açısından Centromere kimliği. Kromozom, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, FG ve Straight, AF (2015). Santromer: mitoz sırasında kromozom ayrışmasının epigenetik kontrolü. Biyolojide Cold Spring Harbor perspektifleri, 7 (1), a015818.