Centromere och kromosom segregering

EN centromeren är en region på en kromosom som förenar systerkromatider. Systerkromatider är dubbelsträngade, replikerade kromosomer som bildas under celldelningen. Centromerens primära funktion är att tjäna som en plats för fästning av spindelfibrer under celldelning. Spindelapparaten förlänger cellerna och separerar kromosomer för att säkerställa att varje ny dottercell har rätt antal kromosomer vid slutförande av mitos och meios.

DNA i centromereområdet i en kromosom består av tätt packad kromatin känd som heterokromatin. heterokromatin är mycket kondenserad och transkriberas därför inte. På grund av dess heterokromatinkomposition, färgar centromerregionen mörkare med färgämnen än de andra regionerna i en kromosom.

Key Takeaways

• Centromerer är regioner på en kromosom som förenar systerkromatider vars primära funktion är att fästa spindelfibrer i celldelningen.
• Medan centromerer vanligtvis är belägna i kromosomens centrala område, kan de också vara belägna nära mittregionen eller på ett antal olika positioner på kromosomen.
• Specialiserade zoner på centromerer som kallas kinetokorer fäster kromosomerna till spindelfibrer i profas i mitos.
• Kinetokorer har proteinkomplex som genererar kinetokore fibrer. Dessa fibrer hjälper till att orientera och separera kromosomer under celldelning.
• I meios, i metafas I, är centromererna hos homologa kromosomer orienterade mot motsatta cellpoler medan i meios II spindelfibrer som sträcker sig från båda cellpolerna fäster sig till systerkromatider vid deras centromerer.

Centromere Location

En centromere är inte alltid belägen i det centrala området av en kromosom. En kromosom består av en kortarmregion (p arm) och en långarmregion (q arm) som är anslutna med en centromereregion. Centromerer kan vara belägna nära mitten av en kromosom eller vid ett antal positioner längs kromosomen.

• metacenter centromerer ligger nära kromosomcentret.
• Submetacentric centromerer är icke-centralt belägna så att en arm är längre än den andra.
• Acrocentric centromerer är belägna nära slutet av en kromosom.
• Telocentric centromerer finns i slutet eller telomerområdet för en kromosom.

Centromerens position kan lätt observeras i en human karyotyp av homologa kromosomer. Kromosom 1 är ett exempel på en metacentrisk centromere, kromosom 5 är ett exempel på en submetacentrisk centromer, och kromosom 13 är ett exempel på en akrocentrisk centromer.

Kromosomsegregation vid mitos

• Innan mitos börjar, går cellen in i ett skede som kallas interfas där den replikerar sitt DNA som förberedelse för celldelning. Systerkromatider bildas som sammanfogas vid deras centromerer.
• I profas av mitos, specialiserade regioner på centromerer som kallas kinetokorer fäster kromosomer till polära fibrer i spindeln. Kinetokorer består av ett antal proteinkomplex som genererar kinetokore fibrer, som fäster vid spindelfibrer. Dessa fibrer hjälper till att manipulera och separera kromosomer under celldelning.
• Under metafas, kromosomer hålls vid metafasplattan av de lika krafterna hos polära fibrer som trycker på centromererna.
• Under anafas, parade centromerer i varje distinkt kromosom börjar röra sig när dotterkromosomer dras centromere först mot motsatta ändar av cellen.
• Under telofas, nybildade kärnor innesluter separerade dotterkromosomer.

Efter cytokinesis (delning av cytoplasma) bildas två distinkta dotterceller.

Kromosomsegregation i Meiosis

Vid meios, går en cell genom två steg i delningsprocessen. Dessa stadier är meios I och meios II.

• Under metafas I, centromererna för homologa kromosomer är orienterade mot motsatta cellpoler. Detta innebär att homologa kromosomer vid sina centromereområden binder till spindelfibrer som sträcker sig från endast en av de två cellpolerna.
• När spindelfibrerna förkortas under anafas I, homologa kromosomer dras mot motsatta cellpoler men systerkromatider förblir tillsammans.
• I meios II, spindelfibrer som sträcker sig från båda cellpolerna fäster vid systerkromatider vid deras centromerer. Systerkromatider separeras in anafas II när spindelfibrerna drar dem mot motsatta poler.

Meios resulterar i uppdelning, separering och distribution av kromosomer bland fyra nya dotterceller. Varje cell är haploid och innehåller endast hälften av antalet kromosomer som den ursprungliga cellen.

Centromere anomalier

Centromerer spelar en viktig roll genom att delta i separationsprocessen för kromosomer. Deras struktur kan dock göra dem möjliga platser för kromosomarrangemang. Att hålla centromeres integritet intakt är därför ett viktigt jobb för cellen. Centromere anomalier har kopplats till olika sjukdomar som cancer.