CENTROMERE: KONSEP, CIRI, KEDUDUKAN, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The sentromer adalah struktur kromosom asas yang memegang bersama-sama kromatid beradik semasa pembahagian sel. Di samping itu, ini adalah tempat di mana mikrotubulus gelendong bergabung untuk memisahkan kromosom pada akhir pembahagian sel.

Centromeres pertama kali dijelaskan pada tahun 1882 oleh doktor dan penyelidik Walther Flemming (1843-1905), ketika dia melakukan pencirian terperinci pembelahan sel.

Struktur asas kromosom, dengan sentromer di tengahnya. Sumber: lifeder.com

Centromeres juga dikenali sebagai "kawasan adhesi" atau "kinetochores." Walau bagaimanapun, sekarang diketahui bahawa ini adalah tempat mengikat kompleks DNA dan protein yang membentuk kinetochore.

Konsep

Fungsi sentromer pada semua makhluk hidup adalah sama, tetapi setiap spesies menunjukkan ciri-ciri yang unik, dan mungkin ada perbezaan antara spesifik dari segi struktur, ukuran dan kerumitan.

Perwakilan grafik sentromer manusia (Sumber: Silvia3 melalui Wikimedia Commons) DNA yang merupakan bahagian dari sentromer mengalami pengubahsuaian berterusan (berkembang), yang menunjukkan bahawa terdapat perbezaan yang signifikan antara spesies, walaupun ketika evolusi sangat dekat.

Bagi para saintis, kajian tentang sentromer bukanlah tugas yang mudah, kerana pada tumbuhan dan haiwan "struktur" atau "kawasan" ini terkandung dalam bahagian genom seperti satelit (sangat berulang), sehingga sukar untuk memetakan menggunakan teknik penjujukan konvensional.

Mutasi di kawasan sentromer mempunyai implikasi fisiologi yang serius pada manusia. Kelainan dalam struktur dan fungsinya mematikan atau berkaitan dengan penyakit kongenital dan penyakit yang diperoleh, dengan barah, kemandulan, dan gangguan kelahiran.

Ciri-ciri sentromere

Centromeres adalah bahagian kromosom yang mengandungi kawasan DNA yang sangat berulang dalam bentuk heterokromatin. Kawasan-kawasan ini khusus untuk penyambungan dan pemisahan kromatid saudari semasa pembelahan sel.

Secara amnya, sentromer mengandungi urutan DNA tertua, disusun secara berturut-turut dan dekat dengan sempadan antara heterokromatin dan eukromatin, iaitu, sentromer adalah kawasan yang sangat heterokromatik.

Urutan sentromer diklasifikasikan secara berkala kepada dua jenis: DNA satelit dan unsur-unsur transposable. Kedua-dua jenis urutan mewakili sebahagian besar DNA yang terkandung dalam sentromer.

Organisasi DNA di kawasan sentromerik dari spesies yang berlainan (Sumber: Gouttegd via Wikimedia Commons) Pada masa ini, sentromer dianggap sebagai struktur kompleks yang terdiri dari DNA genom, yang mengalami proses epigenetik yang berbeza.

Oleh kerana sentromer adalah bahagian kromatin kromosom, ia terbentuk oleh kompleks DNA dan protein histon yang menggemari "kemasan" mereka.

Walau bagaimanapun, nukleosom kawasan sentromer tidak mempunyai protein histon H3; sebaliknya mereka mempunyai varian yang telah dikenal pasti oleh mereka yang mahir dalam bidang ini, yang khusus untuk sentromer.

Protein seperti histon ini sangat berbeza antara spesies yang berbeza. Pada mamalia ini dikenal sebagai CENP-A, di arthropoda disebut CID dan pada jamur dan ragi ia disebut Cse4.

Terima kasih kepada perbezaan spesifik protein CENH3 dalam sentromer, ciri dan sifatnya digunakan untuk pengenalpastian spesies, terutama kawasan sentromer dalam kromosom.

Kedudukan

Lokasi sentromer pada kromosom dilihat dalam kariotip sebagai "penyempitan" yang secara umum disebut sebagai "penyempitan primer."

Dalam beberapa organisma sentromer tidak dijumpai di satu kawasan, tetapi agak "tersebar", sehingga serat gelendong dapat bergabung di seluruh kromosom. Kromosom ini dikenali sebagai sentromer meresap.

Diagram kromosom holosentrik atau sentosere difus dan kromosom metasentrik lain (juga dikenali sebagai "monosentrik", kerana mereka hanya mempunyai satu sentromer) (Sumber: Mandrioli & Manicardi melalui Wikimedia Commons) Kedudukan sentromer menunjukkan bentuk kromosom yang akan diambil semasa pembahagian inti. Sekiranya sentromer berada di titik tengah kromosom, ia akan mengambil bentuk "V" karena dipisahkan ke arah kutub yang berlawanan dari sel pemisah.

Sebaliknya, jika sentromer berada di dekat salah satu hujung kromosom, ini, apabila dipisahkan dari kromatid saudaranya, akan mempunyai bentuk "J" semasa pemisahan. Begitu juga, jika sentromer terletak di hujung kromosom, pemisahan akan memberikan penampilan "batang kaku".

Penting untuk disebutkan bahawa kedudukan sentromer pada kromosom menunjukkan hubungan antara panjang kedua lengannya (pendek atau "p" dan panjang atau "q"). Hubungan ini cukup spesifik untuk setiap jenis kromosom.

Mengikut kedudukan sentromer, tiga jenis kromosom dikenali:

Jenis kromosom dan lokasi sentromer. A: lengan pendek (p). B: sentromer. C. Lengan panjang (q). D: kromatid kakak. I-Telosentrik: sentromer berada di bahagian atas. Lengan p agak kelihatan. II-Acrocentric: lengan q lebih panjang daripada lengan p, tetapi ini lebih panjang daripada telosentris. III-Submetacentric: lengan p dan q sama panjangnya tetapi tidak sama. IV-Metasentrik: lengan q dan p sama panjangnya. Foki003

Kromosom telosentrik

Kromosom ini mempunyai sentromer pada akhir salah satu dari dua "lengan" kromatin. Mereka adalah mereka yang bergerak dalam bentuk batang kaku semasa pemisahan ke arah kutub dalam pembahagian sel.

Kromosom akrosentrik

Dalam jenis kromosom ini, sentromer ditunjukkan lebih banyak beralih ke arah salah satu hujung daripada ke arah ujung yang lain. Apabila sel membelah dan kromosom terpisah, kromosom akrosentrik adalah sel yang memperoleh bentuk "J".

Kromosom metasentrik

Kromosom metasentrik mempunyai sentromer yang terletak di seluruh pusat kromosom, memisahkan dua lengan yang sama panjang. Oleh kerana lokasi pusatnya, kromosom metasentrik mengeluarkan dalam bentuk V semasa anafase pembelahan sel.

Fungsi

Centromeres adalah kaedah sejagat untuk rembesan kromosom yang berkesan pada semua organisma eukariotik. Mereka adalah tempat penyambungan mikrotubulus untuk menggunakan kekuatan mekanik yang tepat untuk memisahkan kromosom atau kromatid semasa meiosis atau mitosis.

Fungsi khusus sentromer adalah lekatan dan pemisahan kromatid saudari, fiksasi mikrotubulus, pergerakan kromosom semasa pemisahan ke sel anak, pembentukan heterokromatin dan, sebagai tambahan, mewakili titik pemeriksaan mitosis.

Pada mamalia, protein seperti CENP terdapat di heterokromatin sentromer. Ini boleh terdiri daripada tiga jenis CENP-A, CENP-B dan CENP-C, yang semuanya mengambil bahagian dalam pemasangan kinetochore.

Ketiadaan protein CENP-C dapat menyebabkan kesalahan serius dalam pemisahan kromosom, kerana ini adalah protein yang mempunyai sifat mengikat DNA dan "pergaulan diri" dan secara langsung berkaitan dengan pemisahan kromosom dan kepincangan kinetochore.

Pada masa ini diketahui bahawa beberapa kawasan sentromer aktif secara transkripsi. Ini mengekod untuk RNA gangguan kecil, yang berpartisipasi dalam membungkam transkripsional dari beberapa kawasan genom.

Transkrip RNA dua jalur kecil dari kawasan pericentromeric sangat penting untuk pemasangan heterokromatin dan merupakan kawasan transkrip untuk mengatur langkah-langkah sebelum pembelahan sel.

Rujukan

1. Choo, KA (1997). Sentromer (Jilid 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, JRS (2001). Centromere.
3. Fukagawa, T., & Earnshaw, WC (2014). Centromere: asas kromatin untuk mesin kinetochore. Sel perkembangan, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K., & Malik, HS (2001). Paradoks sentromer: pewarisan stabil dengan DNA yang berkembang pesat. Sains, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Identiti sentromere dari sudut pandangan DNA. Kromosom, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, FG, & Straight, AF (2015). The centromere: kawalan epigenetik pengasingan kromosom semasa mitosis. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 7 (1), a015818.