Centromera: apibrėžimas, struktūra ir vaidmuo mitozių metu
Centromera: apibrėžimas, struktūra ir vaidmuo mitozių metu — kaip ši chromosomos zona jungia seserines chromatides ir reguliuoja ląstelių dalijimąsi.
Centromera yra ypatinga chromosomos sritis, paprastai esanti netoli jos vidurio. Tai vieta, kur dvi identiškos seserinės chromatidės liečiasi, kai chromosoma mitozės metu prisitvirtina prie verpstės. Šioje srityje yra tam tikro tipo DNR, t. y. tandeminės pasikartojančios sekos (palydovinė DNR). Šios sekos jungia specifinius baltymus, vadinamus "cen" baltymais.
Mitozės metu centromeros matomos metafazės stadijoje kaip chromosomos susiaurėjimas. Šiame centromeros susiaurėjime dvi chromosomos pusės, seserinės chromatidės, laikosi kartu iki vėlyvosios metafazės.
Kas yra centromera ir kodėl ji svarbi?
Centromera — tai chromosomos dalis, kuri užtikrina teisingą genetinės medžiagos pasidalijimą ląstelės dalijimosi metu. Ji veikia kaip atrama kinetochoro formavimuisi ir mikrotubulų prisijungimui, todėl be jos chromosomos negalėtų būti tvarkingai išneštos į dukterines ląsteles.
Struktūra
Centromerą sudaro tiek specifinės DNR sekos, tiek specifiški baltymai. Žmonėms centromerų DNR dažnai priklauso alfa-palydovinėms (alpha-satellite) sekvencijoms — tai ilgų tandeminių pasikartojimų blokai. Tačiau centromeros identitetas priklauso ne tik nuo DNR sekos, bet ir nuo baltymų komplekso, kuriame svarbiausias yra histono variantas CENP-A. CENP-A įterpimas į nukleosomas žymi centromerą ir leidžia formuotis kinetochorui.
Šalia centromeros dažnai yra pericentromerinis heterochromatinas — tankesnė chromatinė sritis, svarbi struktūriniam stabilumui ir seserinių chromatidžių susirišimui.
Vaidmuo mitozių metu
- Kinetochoro formavimasis: Centromeroje susiformuoja kinetochoras — daugiasluoksnis baltymų kompleksas, kuris prisijungia prie mitozės metu augančių mikrotubulų (verptės). Kinetochoras perduoda jėgas, reikalingas chromosomų judėjimui.
- Seserinių chromatidžių sujungimas: Centromera kartu su baltymų kompleksu cohesin laiko seserines chromatides nepersiskyrusias iki anafazės pradžios.
- Stuburo judesio kontrolė: Spindle assembly checkpoint (SAC) – ląstelės kontrolinis mechanizmas – tikrina, ar visi kinetochorai tinkamai prisitvirtino prie mikrotubulų ir ar yra pakankama įtampa tarp priešingų polių. Tik po teisingų prisitvirtinimų aktyvuojamas separazė, kuri suskaido cohesin ir leidžia chromatidėms atsiskirti.
- Klaidų taisymas: Neteisingus prisitvirtinimus aktyviai taiso fermentai, pvz., Aurora B kinazė, kuri padeda atskirti neteisingą mikrotubulų prisijungimą, kad chromatidos galiausiai būtų taisyklingai išskirstytos.
Centromerų tipai ir variacijos
Centromeros gali būti skirtingo tipo:
- Regioninės (regional) — daugumai eukariotų būdingi didesni centromerų regionai su pasikartojančia DNR.
- Taškinės (point) — trumpi centromerų regionai, būdingi kai kuriems grybams (pvz., S. cerevisiae).
- Holocentrinės — tam tikrų rūšių chromosomos neturi vienos centromeros, o kinetochorai gali formuotis per visą chromosomos ilgį (pvz., kai kurių augalų ir nariuotakojų atvejai).
Epigenetinė kontrolė ir neocentromeros
Centromeros identitetas dažnai perduodamas epigenetiškai per CENP-A turinčias nukleosomas, o ne vien pagal DNR seką. Dėl to kartais gali susidaryti neocentromeros — naujos centromeros vietos, atsirandančios be tradicinės palydovinės DNR, bet suformuojant CENP-A turinčią chromatinę struktūrą.
Klinikinė reikšmė
Neteisingas centromerų arba kinetochorų funkcijos veikimas gali lemti chromosomų netinkamą persiskirstymą (aneuploidią). Tai dažna priežastis vaisiaus vystymosi sutrikimų (pvz., Dauno sindromas dėl 21 chromosomos trizomijos), taip pat susijusi su navikų ląstelių genomine nestabilumu ir vėžio progresija.
Santrauka
Centromera yra esminis chromosomos komponentas, be kurio negalimas tikslus chromosomų pasidalijimas mitozių metu. Jos sudėtis apima tiek specifines DNR sekas, tiek specializuotus baltymų kompleksus (ypač CENP-A), kurie kartu formuoja kinetochorą, kontroliuojantį prisijungimą prie verptės, įtampą ir chromatidių atskyrimą anafazėje. Centromerų funkcijos sutrikimai turi reikšmingų biologinių ir medicininių pasekmių.
Chromosomų komponentai: (1) Chromatidė (2) Centromera (3) Trumpasis petys (4) Ilgasis petys
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra centromera?
A: Centromera - tai speciali chromosomos sritis, paprastai netoli vidurio, kur dvi identiškos seserinės chromatidės liečiasi, kai chromosoma mitozės metu prisitvirtina prie verpstės.
K: Kokio tipo DNR yra centromeroje?
A: Šioje srityje yra tam tikro tipo DNR - tandeminės pasikartojančios sekos (palydovinė DNR).
K: Kaip vadinami baltymai, kurie jungiasi prie specifinių DNR sekų centromeroje?
A: Šios sekos jungiasi su specifiniais baltymais, vadinamais "cen" baltymais.
K: Kada mitozės metu galima pastebėti centromeras?
A.: Mitozės metu centromeras galima pamatyti metafazės stadijoje kaip chromosomos susiaurėjimą.
K: Kas vyksta centromeros susiaurėjime metafazės metu?
A: Centromeros susiaurėjime dvi chromosomos pusės, seserinės chromatidės, laikosi kartu iki vėlyvosios metafazės.
K: Kodėl centromera yra svarbi mitozės metu?
A.: Centromera svarbi mitozėje, nes ji užtikrina, kad seserinės chromatidės laikytųsi kartu, kol bus pasiruošusios atsiskirti dalijantis ląstelei.
K: Kokio tipo DNR yra centromeroje?
A.: Centromeroje yra tandeminių pasikartojančių sekų (palydovinė DNR).
Ieškoti