CENTROMERE: MGA KONSEPTO, KATANGIAN, POSISYON, PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang mga sentromeres ay isang pangunahing istruktura ng chromosomal na magkakasama sa mga chromatids ng kapatid sa panahon ng cell division. Bilang karagdagan, ang mga ito ay ang lugar kung saan ang mga microtubule ng spindle ay sumali upang paghiwalayin ang mga chromosome sa pagtatapos ng cell division.

Una nang inilarawan ang Centromeres noong 1882 ng manggagamot at mananaliksik na si Walther Flemming (1843-1905), nang isinasagawa niya ang isang detalyadong katangian ng paghahati ng cell.

Ang pangunahing istraktura ng isang kromosomya, na may sentromere sa gitna nito. Pinagmulan: lifeder.com

Ang mga Centromeres ay kilala rin bilang "mga adhesion region" o "kinetochores." Gayunpaman, kilala na ngayon na ito ang mga nagbubuklod na mga site ng kumplikado ng DNA at mga protina na bumubuo sa kinetochore.

Mga Konsepto

Ang pag-andar ng sentromere sa lahat ng buhay na nilalang ay pareho, ngunit ang bawat species ay nagpapakita ng mga natatanging katangian, at maaaring mayroong mga pagkakaiba-iba sa interspecific sa mga tuntunin ng istraktura, laki at pagiging kumplikado.

Graphic na representasyon ng isang tao sentromere (Pinagmulan: Silvia3 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons) Ang DNA na bahagi ng mga sentromeres ay sumasailalim ng mga pagbabago (nagbabago), na nagpapahiwatig na ang mga makabuluhang pagkakaiba ay matatagpuan sa pagitan ng mga species, kahit na ang mga ito ay evolutionarily malapit na.

Para sa mga siyentipiko, ang pag-aaral ng centromere ay hindi madaling gawain, dahil sa mga halaman at hayop ang mga "istraktura" o "mga rehiyon" ay nakapaloob sa mga bahagi ng genome na tulad ng satellite (lubos na paulit-ulit), na ginagawang mahirap mag-mapa gamit ang mga pamamaraan ng pagkakasunud-sunod na pagkakasunud-sunod.

Ang mga mutasyon sa sentromerikong rehiyon ay may malubhang implikasyon sa physiological sa mga tao. Ang mga abnormalidad sa istraktura at pag-andar nito ay nakamamatay o nauugnay sa congenital at nakuha na mga sakit, na may kanser, kawalan ng katabaan, at mga karamdaman sa panganganak.

Mga katangian ng Centromere

Ang mga Centromeres ay mga bahagi ng mga chromosom na naglalaman ng mataas na paulit-ulit na mga rehiyon ng DNA sa anyo ng heterochromatin. Ang mga rehiyon na ito ay dalubhasa para sa pagkakabit at paghihiwalay ng mga chromatids ng kapatid sa panahon ng cell division.

Karaniwan, ang mga sentromeres ay naglalaman ng pinakalumang mga pagkakasunud-sunod ng DNA, na iniutos sa sunud-sunod at malapit sa hangganan sa pagitan ng heterochromatin at euchromatin, iyon ay, ang mga centromeres ay lubos na heterochromatic na mga rehiyon.

Ang mga pagkakasunud-sunod ng Centromeric ay regular na naiuri sa dalawang uri: satellite DNA at mga transposable na elemento. Ang parehong uri ng pagkakasunud-sunod ay kumakatawan sa karamihan ng DNA na nilalaman sa mga sentromeres.

Ang samahan ng DNA sa mga sentromerikong rehiyon ng iba't ibang mga species (Pinagmulan: Gouttegd sa pamamagitan ng Wikimedia Commons) Sa kasalukuyan, ang mga sentromeres ay itinuturing na mga kumplikadong istraktura na binubuo ng genomic DNA, na sumailalim sa iba't ibang mga proseso ng epigenetic.

Dahil ang mga centromeres ay isang bahagi ng chromatin ng mga chromosome, nabuo sila ng isang kumplikadong mga DNA at mga protina ng histone na pabor sa kanilang "packaging".

Gayunpaman, ang mga nucleosom ng mga rehiyon ng sentromeriko, gayunpaman, ay hindi nagtataglay ng protina ng histone H3; sa halip mayroon silang isang variant na ang mga bihasa sa sining ay nakilala bilang, na kung saan ay tiyak na centromere.

Ang ganitong protein-tulad ng protina ay nag-iiba-iba sa pagitan ng iba't ibang mga species. Sa mga mammal ito ay kilala bilang CENP-A, sa mga arthropod ay tinatawag itong CID at sa mga fungi at lebadura ay tinawag itong Cse4.

Salamat sa mga tiyak na pagkakaiba ng CENH3 protina sa sentromeres, ang mga katangian at katangian nito ay ginagamit para sa pagkakakilanlan ng mga species, lalo na ng rehiyon ng centromeric sa mga chromosome.

Posisyon

Ang lokasyon ng centromere sa chromosome ay nailarawan sa karyotypes bilang isang "makitid", na sa pangkalahatan ay tinatawag na isang "pangunahing constriction."

Sa ilang mga organismo ang sentromeres ay hindi matatagpuan sa isang rehiyon, ngunit sa halip ay "nagkalat", upang ang mga fibers ng spindle ay maaaring sumali kasama ang buong kromosoma. Ang mga chromosom na ito ay kilala bilang nagkakalat na sentromere.

Diagram ng isang holocentric o nagkakalat ng sentromere chromosome at isa pang metacentric chromosome (kilala rin bilang "monocentric", dahil mayroon lamang silang isang sentromerehe) (Pinagmulan: Mandrioli & Manicardi sa pamamagitan ng Wikimedia Commons) Ang posisyon ng sentromere ay nagpapahiwatig ng hugis na kukuha ng kromosom sa panahon ng paghahati ng nucleus. Kung ang sentromere ay nasa kalagitnaan ng isang kromosoma, kukuha ito ng isang "V" dahil ito ay ihiwalay patungo sa kabaligtaran ng mga pole ng naghahati ng cell.

Sa kabilang banda, kung ang sentromere ay malapit sa isa sa mga dulo ng isang kromosoma, ito, kapag naghihiwalay sa chromatid ng kapatid nito, magkakaroon ng hugis na "J" sa panahon ng paghiwalay. Gayundin, kung ang sentromere ay matatagpuan sa mga dulo ng isang kromosom, ang paghihiwalay ay bibigyan ito ng isang "mahigpit na pamalo" na hitsura.

Mahalagang banggitin na ang posisyon ng sentromere sa isang kromosom ay nagpapahiwatig ng ugnayan sa pagitan ng haba ng dalawang bisig nito (ang maikli o "p" at ang haba o "q"). Ang relasyon na ito ay tiyak na tiyak para sa bawat uri ng kromosoma.

Ayon sa posisyon ng centromere, tatlong uri ng mga kromosoma ang kinikilala:

Mga uri ng Chromosome at lokasyon ng centromere. A: maikling braso (p). B: sentromere. C. Mahabang braso (q). D: kapatid na chromatid. I-Telocentric: ang sentromere ay malapit sa tuktok. Arms p medyo nakikita. II-Acrocentric: Ang mga braso ay mas mahaba kaysa sa mga braso, ngunit mas mahaba ito kaysa sa mga telocentrics. III-Submetacentric: ang mga braso p at q ay pareho sa haba ngunit hindi pantay. IV-Metacentric: q at p arm pantay sa haba. Fockey003

Mga chromosom ng Telocentric

Ang mga kromosom na ito ay mayroong sentromere sa dulo ng isa sa dalawang "braso" na brromatin. Ang mga ito ay lumipat sa anyo ng mga mahigpit na tungkod sa pag-ihiwalay patungo sa mga poste sa cell division.

Acrocentric chromosomes

Sa ganitong uri ng mga kromosom, ang sentromere ay ipinapakita na ibabago nang higit sa isa sa mga dulo kaysa sa iba pa. Kapag nahati ang selula at hiwalay ang mga chromosome, ang acrocentric chromosom ang siyang kumuha ng "J" na hugis.

Metacentric chromosomes

Ang mga chromosome ng metacentric ay may sentromeres na matatagpuan sa buong sentro ng kromosom, na naghihiwalay sa dalawang braso ng pantay na haba. Dahil sa lokasyon ng kanilang sentromere, ang metacentric chromosome ay nakatago sa isang V na hugis sa panahon ng anaphase ng cell division.

Pag-andar

Ang mga Centromeres ay unibersal na paraan para sa epektibong pagtatago ng mga chromosome sa lahat ng mga eukaryotic organism. Ang mga ito ang mga site ng attachment para sa mga microtubule upang maipalabas ang tumpak na puwersa ng makina upang paghiwalayin ang mga chromosome o chromatids sa panahon ng meiosis o mitosis.

Ang mga tiyak na pag-andar ng sentromere ay ang pagdirikit at paghihiwalay ng mga chromatids ng kapatid, ang pag-aayos ng mga microtubule, ang paggalaw ng mga chromosome sa panahon ng paghiwalay sa mga selula ng anak na babae, ang pagtatatag ng heterochromatin at, bilang karagdagan, ay kumakatawan sa isang checkpoint ng mitosis.

Sa mga mammal, ang mga protina na tulad ng CENP ay matatagpuan sa sentromere heterochromatin. Ito ay maaaring maging sa tatlong uri ng CENP-A, CENP-B at CENP-C, lahat sila ay nakikilahok sa pagpupulong ng kinetochore.

Ang kawalan ng CENP-C protina ay maaaring maging sanhi ng malubhang mga pagkakamali sa paghihiwalay ng mga kromosom, dahil ito ay isang protina na mayroong mga pag-aari ng DNA at "self-associate" at direktang nauugnay sa paghihiwalay ng malaswa ng chromosome at kinetochore.

Kasalukuyan itong kilala na ang ilang mga rehiyon ng mga sentromeres ay aktibo sa transkripsyon. Ang mga encode na ito para sa maliit na pagkagambala RNA, na lumahok sa transcriptional silencing ng ilang mga rehiyon ng genome.

Ang mga maliit na dobleng band na RNA transcript mula sa mga pericentromeric na rehiyon ay mahalaga para sa pagpupulong ng heterochromatin at ang mga rehiyon ng transkripsyon upang ayusin ang mga hakbang bago ang paghahati ng cell.

Mga Sanggunian

1. Choo, KA (1997). Ang sentromere (Tomo 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, JRS (2001). Centromere.
3. Fukagawa, T., & Earnshaw, WC (2014). Ang sentromere: pundasyon ng chromatin para sa maketochore makinarya. Development cell, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K., & Malik, HS (2001). Ang sentromere na kabalintunaan: matatag na pamana na may mabilis na umuusbong na DNA. Agham, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Ang pagkakakilanlan ng Centromere mula sa punto ng DNA. Chromosome, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, FG, & straight, AF (2015). Ang sentromere: epigenetic control ng chromosome segregation sa panahon ng mitosis. Ang pananaw ng Cold Spring Harbour sa biology, 7 (1), a015818.