Centromere

Centromeren  är en del av kromosomen som binder systerkromatider , spelar en viktig roll i processen för delning av cellkärnan och är involverad i kontrollen av genuttryck . Den kännetecknas av en specifik nukleotidsekvens och struktur.

Funktioner

Centromeren är involverad i sammanfogningen av systerkromatider , bildandet av kinetochore , konjugeringen av homologa kromosomer och är involverad i kontrollen av genuttryck.

Det är i området för centromeren som systerkromatider är anslutna i profasen och metafasen av mitos och homologa kromosomer i profasen och metafasen av den första uppdelningen av meios . På centromererna sker bildandet av kinetokorer: proteiner som binder till centromeren bildar en fästpunkt för mikrotubuli i delningsspindeln i metafas och anafas av mitos och meios.

Avvikelser från centromerens normala funktion leder till problem i det ömsesidiga arrangemanget av kromosomer i den delande kärnan, och som ett resultat till störningar i processen för kromosomsegregering (deras fördelning mellan dotterceller). Dessa störningar leder till aneuploidi , vilket kan få allvarliga konsekvenser (till exempel Downs syndrom hos människor, associerat med aneuploidi (trisomi) på den 21:a kromosomen).

Centromerisk sekvens

I de flesta eukaryoter har centromeren inte en specifik nukleotidsekvens som motsvarar den . Den består vanligtvis av ett stort antal DNA-upprepningar (t.ex. satellit-DNA) där sekvensen inom de individuella upprepningselementen är liknande men inte identisk. Hos människor kallas huvudrepeteringssekvensen α-satelliten, men det finns flera andra typer av sekvenser i denna region. Det har emellertid fastställts att det inte finns tillräckligt med α-satellitupprepningar för att bilda en kinetokor, och att funktionella centromerer är kända som inte innehåller α-satellit-DNA.

Arv

Epigenetisk nedärvning spelar en betydande roll för att bestämma placeringen av centromeren i de flesta organismer . Dotterkromosomer bildar centromerer på samma ställen som moderns kromosom, oavsett arten av sekvensen som ligger i centromerregionen. Det antas att det måste finnas något primärt sätt att bestämma placeringen av centromeren, även om dess placering senare bestäms av epigenetiska mekanismer.

Byggnad

Centromerens DNA representeras vanligtvis av heterokromatin , vilket kan vara väsentligt för dess funktion. I detta kromatin ersätts den normala histonen H3 med den centromerspecifika histonen CENP-A (CENP-A är karakteristisk för bagarjäst S. cerevisiae , men liknande specialiserade nukleosomer verkar finnas i alla eukaryota celler). Närvaron av CENP-A tros vara nödvändig för montering av kinetokoren vid centromeren och kan spela en roll i det epigenetiska arvet av centromerplaceringen.

I vissa fall, som i nematoden Caenorhabditis elegans , i Lepidoptera , och även i vissa växter, är kromosomerna holocentriska . Detta betyder att det inte finns någon karakteristisk primär förträngning på kromosomen  , en specifik plats till vilken mikrotubuli i fissionsspindeln huvudsakligen är fästa. Som ett resultat är kinetokoren diffus till sin natur, och mikrotubuli kan fästa längs hela kromosomens längd.

Centromere aberrations

I vissa fall har bildandet av ytterligare neocentromerer noterats hos människor . Detta kombineras vanligtvis med inaktivering av den gamla centromeren, eftersom dicentriska kromosomer (kromosomer med två aktiva centromerer) vanligtvis förstörs under mitos.

I några ovanliga fall har spontan bildning av neocentromerer på fragment av sönderfallna kromosomer noterats. Några av dessa nya positioner var ursprungligen eukromatin och innehöll inte alfasatellit-DNA alls.

Anteckningar

Kommentarer

1. ↑ I den internationella nomenklaturen betecknas de med bokstäverna p respektive q [1]

Källor

1. ↑ Kirk, 2022 , sid. 21.

Litteratur

• Edwin Kirk. Pojken som aldrig slutade växa och andra berättelser om gener och människor. — M. : Alpina facklitteratur, 2022. — 312 sid. - ISBN 978-5-00139-405-1 . .

Länkar

• Rapport om Nature Genetics- artikeln att centromeren av risgenomet bär aktiva gener