Сегрегация центромер и хромосом

А центромера участок хромосомы, соединяющий сестринские хроматиды. Сестринские хроматиды представляют собой двухцепочечные реплицированные хромосомы, которые образуются во время клеточного деления. Основная функция центромеры — служить местом прикрепления нитей веретена деления во время клеточного деления. Аппарат веретена удлиняет клетки и разделяет хромосомы, чтобы гарантировать, что каждая новая дочерняя клетка будет иметь правильное количество хромосом по завершении митоза и мейоза.

ДНК в центромерной области хромосомы состоит из плотно упакованного хроматина, известного как гетерохроматин. гетерохроматин очень сжато и поэтому не транскрибируется. Из-за своего гетерохроматинового состава центромерная область окрашивается красителями темнее, чем другие области хромосомы.

Ключевые выводы

• Центромеры — это участки хромосомы, соединяющие сестринские хроматиды, основная функция которых заключается в прикреплении нитей веретена деления при клеточном делении.
• Хотя центромеры обычно расположены в центральной области хромосомы, они также могут быть расположены вблизи средней области или в ряде различных положений на хромосоме.
• Специализированные зоны на центромерах, называемые кинетохорами, прикрепляют хромосомы к волокнам веретена деления в профазе митоза.
• Кинетохоры имеют белковые комплексы, которые генерируют кинетохорные волокна. Эти волокна помогают ориентировать и разделять хромосомы во время деления клеток.
• В мейозе, в метафазе I, центромеры гомологичных хромосом ориентированы к противоположным полюсам клетки, тогда как в мейозе II волокна веретена деления, отходящие от обоих полюсов клетки, прикрепляются своими центромерами к сестринским хроматидам.

Местоположение центромеры

Центромера не всегда располагается в центральной части хромосомы. Хромосома состоит из участка короткого плеча (р рука) и область длинного плеча (Q рука), которые связаны центромерной областью. Центромеры могут располагаться вблизи средней области хромосомы или в ряде положений вдоль хромосомы.​

• Метацентрический центромеры расположены вблизи центра хромосомы.
• субметацентрический центромеры расположены нецентрально, так что одно плечо длиннее другого.
• Акроцентрический центромеры расположены ближе к концу хромосомы.
• телоцентрический центромеры находятся в конце или в теломерной области хромосомы.

Положение центромеры легко наблюдать в кариотипе гомологичных хромосом человека.Хромосома 1 является примером метацентрической центромеры, хромосома 5 является примером субметацентрической центромеры, а хромосома 13 является примером акроцентрической центромеры.

Хромосомная сегрегация в митозе

• Перед началом митоза клетка вступает в стадию, известную как интерфаза, где она реплицирует свою ДНК для подготовки к клеточному делению. Образуются сестринские хроматиды, которые соединяются своими центромерами.
• В профаза Во время митоза особые участки центромер, называемые кинетохорами, прикрепляют хромосомы к полярным волокнам веретена. Кинетохоры состоят из ряда белковых комплексов, которые образуют волокна кинетохор, которые прикрепляются к волокнам веретена. Эти волокна помогают манипулировать и разделять хромосомы во время деления клеток.
• В течение метафаза, хромосомы удерживаются на метафазной пластинке равными силами полярных волокон, давящих на центромеры.
• В течение анафаза, парные центромеры в каждой отдельной хромосоме начинают расходиться, поскольку дочерние хромосомы сначала оттягиваются центромерами к противоположным концам клетки.
• В течение телофаза, новообразованные ядра заключают в себе разделенные дочерние хромосомы.

После цитокинеза (деления цитоплазмы) образуются две отдельные дочерние клетки.

Хромосомная сегрегация в мейозе

В мейозе клетка проходит две стадии процесса деления. Этими стадиями являются мейоз I и мейоз II.

• В течение метафаза I, центромеры гомологичных хромосом ориентированы к противоположным полюсам клетки. Это означает, что гомологичные хромосомы будут прикрепляться в своих центромерных областях к волокнам веретена деления, отходящим только от одного из двух полюсов клетки.
• Когда волокна веретена укорачиваются во время анафаза Iгомологичные хромосомы тянутся к противоположным полюсам клетки, но сестринские хроматиды остаются вместе.
• В мейоз II, волокна веретена деления, отходящие от обоих полюсов клетки, прикрепляются к сестринским хроматидам на их центромерах. Сестринские хроматиды разделены в анафаза II когда волокна веретена тянут их к противоположным полюсам.

Мейоз приводит к делению, разделению и распределению хромосом между четырьмя новыми дочерними клетками. Каждая клетка является гаплоидной и содержит вдвое меньше хромосом, чем исходная клетка.

Центромерные аномалии

Центромеры играют важную роль, участвуя в процессе разделения хромосом. Однако их структура может сделать их возможными местами хромосомных перестроек. Таким образом, сохранение целостности центромер является важной задачей клетки. Аномалии центромер были связаны с различными заболеваниями, такими как рак.