Определение Centromere
Центромера – это точка на хромосома где митотический волокна шпинделя прикрепить, чтобы тянуть сестринские хроматиды друг от друга во время деление клеток.
Когда клетка стремится воспроизводить себя, он должен сначала сделать полную копию каждой из своих хромосом, чтобы гарантировать, что их дочерняя клетка получает полный комплемент ДНК родительской клетки.
Две копии каждой хромосомы часто остаются слипшимися до тех пор, пока они не будут разделены, по одной копии, идущей в каждую дочернюю клетку. Будучи склеенными, эти две копии называются «сестринскими хроматидами».
Когда клетка готовится к делению, сестринские хроматиды начинают отлипать друг от друга, пока они почти не отделятся друг от друга. Однако они остаются соединенными в центромере – особом регионе, который играет жизненно важную роль в делении клеток.
На центромере, элементы камеры цитоскелет собрать и прикрепить. Во-первых, комплекс белков, называемых кинетохорами, собирается вокруг центральной области ДНК; затем волокна митотического веретена прикрепляются к кинетохоре. Другой конец этих волокон прикреплен к противоположным концам родительской ячейки, которая вскоре расколется, чтобы стать новой дочерние клетки.
Когда волокна веретена начинают сокращаться, хроматиды тянутся к противоположным концам родительской ячейки. Таким образом, когда родительские клетки разделяются на две части во время цитокинез каждая сестра хроматида становится хромосомой новой дочерней клетки.
Чтобы понять этот процесс, важно помнить, что каждая сестринская хроматида на самом деле является полной копией хромосомы родительской клетки.
Объединенные две сестринские хроматиды часто называют одной хромосомой, потому что они плотно упакованы вместе, но каждая содержит всю информацию об исходной хромосоме, поэтому, когда они разделяются, каждая становится полной хромосомой, содержащей всю информацию, содержащуюся в родительском элементе. исходная хромосома клетки.
На изображении ниже представлена наглядная иллюстрация подготовки клеток к клеточному делению. Обратите внимание, что на этапе 2 ядерная оболочка растворяется, оставляя хромосомы свободными в цитоплазма.
На стадиях 3 и 4 ДНК конденсируется в плотно упакованные хромосомы, в которых сестринские хроматиды спарены и соединены в их центромере. На стадии 5, изображенной ниже, сестринские хроматиды раздвигаются к противоположным сторонам клетки.
На стадии 6, наконец, клетка делится на две части, разделяя сестер на дочерние клетки.
Функция Centromere
Все живые существа состоят из клеток. Для того чтобы клетки росли или размножались, должно происходить деление клеток. При делении клетки одна «родительская» клетка делится на две, каждая из которых является «дочерней».
Для выживания каждой дочерней клетки важно, чтобы они получили копию каждой из хромосом своих родительских клеток.
Если этого не происходит, и дочерние клетки получают неполную информацию или слишком много копий одной хромосомы, это может привести к серьезному заболеванию или гибели клеток.
Чтобы гарантировать, что полная копия своей ДНК передается каждой дочерней клетке, клетка сначала делает полную копию своей ДНК. Две копии слипаются, в конечном итоге конденсируясь, образуя сестринские хроматиды, пока они не разойдутся во время деления клетки.
Центромера хромосомы обеспечивает сайт связывания для волокна митотического веретена, которое будет прикрепляться к каждой сестринской хроматиде и притягивать их к противоположным концам родительской клетки, которая в конечном итоге станет цитоплазмой двух дочерних клеток.
В тех случаях, когда центромеры не функционируют должным образом, клетки не могут успешно делиться. Любая попытка сделать это приводит к дочерним клеткам, которые не имеют генетических инструкций, необходимых для выживания.
Считается, что дисфункция центромеры, приводящая к проблемам с сортировкой хромосом, играет роль во многих случаях невынашивания, при котором наследственные нарушения центромеры могут привести к ранней эмбриональной смерти. Предполагается также, что дисфункция Centromere играет роль в раковых клетках, которые демонстрируют огромный дисбаланс хромосом того типа, который можно было бы ожидать, если бы сортировка хромосом во время деления клетки не удалась.
Типы Центромер
Point Centromeres
Точечные центромеры – это центромеры, в которых волокна митотического веретена притягиваются к специфическим последовательностям ДНК. В этих случаях в клетке есть белки, которые связываются с этими конкретными последовательностями ДНК, и эти белки образуют основу для связывания волокон митотического веретена.
В этих случаях волокна митотического веретена обычно появляются везде, где появляется последовательность ДНК точечного центромера. Белок, который начинает создание комплекса волокон митотического веретена, будет связываться с этой последовательностью ДНК без учета ее местоположения или других факторов.
Региональные Центромеры
Люди и большинство эукариотических клеток используют региональные центромеры. Это центромеры, в которых связывание митотического веретена определяется не точной последовательностью ДНК, а сочетанием характеристик, работающих вместе для определения местоположения центромеры.
Предполагается, что в региональных центромерах эпигенетические метки сообщают белкам, которые начинают строить комплекс митотического веретена, где связываться.
«Эпигенетические метки» – это химические изменения, вносимые в ДНК ферментами, которые могут изменять химические свойства ДНК и другие свойства. Эпигенетические метки могут быть добавлены или удалены без изменения информации, содержащейся в ДНК.
- Эпигенетические метки – Химические изменения, которые могут быть внесены в ДНК ферментами. Эпигенетические метки обратимы и, как полагают, играют роль в организации образования хромосом и регуляции ген выражение.
- кинетохорной – Структура белка, которая формируется вокруг центромер во время деления клеток. Это кинетохора, к которой прикрепляются волокна митотического веретена.
- Митоз – Наиболее распространенный тип деления клеток, используемый эукариотическими клетками. При определенных обстоятельствах другие методы деления клеток, такие как мейоз, может быть использован.
викторина
1. Что из нижеперечисленного НЕ играет роли в разделении сестринских хроматид для обеспечения правильного распределения генетического материала в дочерних клетках?A. центромераB. кинетохорнойC. Митотическое веретеноD. Ни один из вышеперечисленных
Ответ на вопрос № 1
D верно. Варианты A-C все участвуют в разделении сестринских хроматид во время деления клетки!
2. Какие из следующих заболеваний не могут быть вызваны дисфункцией центромеры?A. ракB. выкидышC. МиастенияD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 2
С верно. Считается, что рак и выкидыш в некоторых случаях вызваны дисфункцией центромеры.
3. Что из перечисленного НЕ относится к эпигенетическим меткам?A. Считается, что эпигенетические метки указывают на то, где должен формироваться кинетохора, а затем на место, где должны прикрепляться волокна митотического веретена, в региональных центромерах.B. Эпигенетические метки – это изменения в последовательностях ДНК.C. Эпигенетические метки обратимы.D. Эпигенетические метки создаются энзимами.
Ответ на вопрос № 3
В верно. Эпигенетические метки НЕ меняют последовательность ДНК. Скорее, это химические изменения, которые изменяют некоторые химические свойства нуклеотидов, не изменяя информацию, которую они содержат. Поскольку эпигенетические метки не изменяют и не разрушают последовательности ДНК, они полностью обратимы.