Τοποθεσία Centromere και διαχωρισμός χρωμοσωμάτων

ΕΝΑ centromere είναι μια περιοχή σε ένα χρωμόσωμα που ενώνει αδελφικά χρωματοειδή. Τα αδρωματικά χρωματοειδή είναι δίκλωνες, αναδιπλασιασμένα χρωμοσώματα που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης. Η κύρια λειτουργία του centromere είναι να χρησιμεύσει ως τόπος προσκόλλησης άξονες ατράκτου κατά τη διαίρεση των κυττάρων. Η συσκευή ατράκτου επιμηκύνεται κυττάρων και χωρίζει χρωμοσωμάτων για να εξασφαλιστεί ότι κάθε νέα θυγατρικών κυττάρων έχει τον σωστό αριθμό χρωμοσωμάτων κατά την ολοκλήρωση του μίτωσις και Μεϊώση.

ο DNA στην περιοχή centromere ενός χρωμοσώματος αποτελείται από σφιχτά συσκευασμένα χρωματίνη γνωστή ως ετεροχρωματίνη. Ετεροχρωματίνη είναι πολύ συμπυκνωμένο και συνεπώς δεν είναι μεταγραφή. Λόγω της σύνθεσης ετεροχρωματίνης, η περιοχή κεντρομερούς κηλιδώνεται πιο σκούρα με τις χρωστικές ουσίες από τις άλλες περιοχές ενός χρωμοσώματος.

Βασικές τακτικές

Ένα κεντρομερές δεν βρίσκεται πάντα στην κεντρική περιοχή του χρωμόσωμα. Ένα χρωμόσωμα αποτελείται από μια βραχεία περιοχή βραχίονα (p arm) και μια περιοχή μακρού βραχίονα (q βραχίονα) που συνδέονται με μια περιοχή κεντρομερούς. Τα κεντρομερή μπορεί να βρίσκονται κοντά στην μεσαία περιοχή ενός χρωμοσώματος ή σε έναν αριθμό θέσεων κατά μήκος του χρωμοσώματος.

• Μεθοδικός τα κεντρομερή βρίσκονται κοντά στο κέντρο χρωμοσωμάτων.
• Υπομετρικό τα κεντρομερή είναι μη κεντρικά τοποθετημένα έτσι ώστε ο ένας βραχίονας να είναι μεγαλύτερος από τον άλλο.
• Acrocentric τα κεντρομερή βρίσκονται κοντά στο τέλος ενός χρωμοσώματος.
• Telocentric τα κεντρομερή βρίσκονται στην περιοχή του τερματισμού ή του τελομερούς ενός χρωμοσώματος.

Η θέση του κεντρομερούς μπορεί εύκολα να παρατηρηθεί σε ένα ανθρώπινο καρυότυπο ομόλογα χρωμοσώματα. Το χρωμόσωμα 1 είναι ένα παράδειγμα μετακεντρικού κεντρομερούς, το χρωμόσωμα 5 είναι ένα παράδειγμα υπομετρικού κεντρομερούς και το χρωμόσωμα 13 είναι ένα παράδειγμα ακροκεντρικού κεντρομερούς.

• Πριν από την έναρξη της μίτωσης, το κύτταρο εισέρχεται σε ένα στάδιο γνωστό ως ενδιάμεσο στάδιο όπου αναπαράγει το DNA του σε προετοιμασία για διαίρεση κυττάρων. Χρωματικά αδέρφια σχηματίζονται τα οποία ενώνονται στα κεντρομερή τους.
• Σε prophase της μίτωσης, εξειδικευμένες περιοχές σε centromeres που ονομάζονται kinetochores συνδέστε τα χρωμοσώματα με τις πολικές ίνες της ατράκτου. Τα Κινητόχωρα αποτελούνται από έναν αριθμό πρωτεΐνη σύμπλοκα που παράγουν ίνες κινετορένιου, οι οποίες συνδέονται με τις ίνες της ατράκτου. Αυτές οι ίνες βοηθούν να χειριστούν και να διαχωρίσουν τα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης.
• Στη διάρκεια μεταφάσης, τα χρωμοσώματα συγκρατούνται στην πλάκα μετάφασης με τις ίδιες δυνάμεις των πολικών ινών που πιέζουν στα κεντρομερή.
• Στη διάρκεια ανάφαση, τα ζευγαρωμένα κεντρομερή σε κάθε ξεχωριστό χρωμόσωμα αρχίζουν να κινούνται χωριστά θυγατρικά χρωμοσώματα τράβηξαν κεντρομερή πρώτα προς τα αντίθετα άκρα του κύτταρο.
• Στη διάρκεια τελοφασης, νεοσχηματισμένοι πυρήνες περικλείουν διαχωρισμένα θυγατρικά χρωμοσώματα.

Μετά την κυτοκίνη (διαίρεση του κυτταροπλάσματος), σχηματίζονται δύο ξεχωριστά θυγατρικά κύτταρα.

Στη μεΐωση, ένα κύτταρο περνάει από δύο στάδια της διαχωριστικής διαδικασίας. Αυτά τα στάδια είναι η μεΐωση Ι και η μείοσις ΙΙ.

• Στη διάρκεια μεταφάσης Ι, τα κεντρομερή των ομόλογων χρωμοσωμάτων προσανατολίζονται προς τους αντίθετους κυτταρικούς πόλους. Αυτό σημαίνει ότι τα ομόλογα χρωμοσώματα θα συνδέονται στις κεντρομερείς περιοχές τους με τις ίνες της ατράκτου που εκτείνονται μόνο από έναν από τους δύο πόλους κυττάρων.
• Όταν οι ίνες της ατράκτου μειώνονται κατά τη διάρκεια αναφάσης Ι, τα ομόλογα χρωμοσώματα τραβιούνται προς τους αντίθετους κυτταρικούς πόλους, αλλά οι χρωματιστές αδελφές παραμένουν μαζί.
• Σε Μεϊόση II, οι ίνες της ατράκτου που εκτείνονται και από τους δύο πόλους κυττάρων συνδέονται με τα αδελφά χρώματα στα κεντρομερή τους. Τα αδελφά χρώματα διαχωρίζονται αναφάσης II όταν οι ίνες της ατράκτου τις τραβούν προς τους αντίθετους πόλους.

Η μεϊόση έχει ως αποτέλεσμα τη διαίρεση, τον διαχωρισμό και τη διανομή χρωμοσωμάτων μεταξύ τεσσάρων νέων θυγατρικών κυττάρων. Κάθε κύτταρο είναι απλοειδής, που περιέχει μόνο το ήμισυ του αριθμού των χρωμοσωμάτων ως το αρχικό κύτταρο.

Τα κεντρομερή παίζουν σημαντικό ρόλο συμμετέχοντας στη διαδικασία διαχωρισμού χρωμοσωμάτων. Η δομή τους, ωστόσο, μπορεί να τους καταστήσει πιθανές θέσεις για μετασχηματισμούς χρωμοσωμάτων. Η διατήρηση της ακεραιότητας των κεντρομερών άθικτη είναι επομένως μια σημαντική δουλειά για το κύτταρο. Οι κεντρομερείς ανωμαλίες έχουν συνδεθεί με διάφορες ασθένειες όπως Καρκίνος.