CENTROMERE: المفاهيم ، الخصائص ، الموقع ، الوظيفة - مادة الاحياء - 2025

تعتبر السنتروميرات من الهياكل الكروموسومية الأساسية التي تربط الكروماتيدات الشقيقة معًا أثناء انقسام الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، هذه هي المكان الذي تلتقي فيه الأنابيب الدقيقة للمغزل لفصل الكروموسومات في نهاية انقسام الخلية.

تم وصف Centromeres لأول مرة في عام 1882 من قبل الطبيب والباحث Walther Flemming (1843-1905) ، عندما أجرى توصيفًا تفصيليًا لانقسام الخلايا.

الهيكل الأساسي للكروموسوم ، مع وجود السنترومير في وسطه. المصدر: lifeder.com

تُعرف Centromeres أيضًا باسم "مناطق الالتصاق" أو "kinetochores". ومع ذلك ، فمن المعروف الآن أن هذه هي مواقع الارتباط لمجمع الحمض النووي والبروتينات التي تشكل الحركية.

المفاهيم

إن وظيفة السنترومير في جميع الكائنات الحية هي نفسها ، ولكن كل نوع يظهر خصائص فريدة ، وقد تكون هناك اختلافات بين الأنواع من حيث البنية والحجم والتعقيد.

تمثيل رسومي لمركز بشري (المصدر: Silvia3 عبر ويكيميديا ​​كومنز) يخضع الحمض النووي الذي هو جزء من السنترومير لتعديلات ثابتة (تتطور) ، مما يعني أنه توجد اختلافات كبيرة بين الأنواع ، حتى عندما تكون هذه متقاربة جدًا من الناحية التطورية.

بالنسبة للعلماء ، فإن دراسة السنترومير ليست مهمة سهلة ، لأن هذه "البنية" أو "المناطق" في النباتات والحيوانات موجودة في أجزاء من الجينوم الشبيه بالقمر الصناعي (شديد التكرار) ، مما يجعل من الصعب رسم الخرائط باستخدام تقنيات التسلسل التقليدي.

الطفرات في المنطقة المركزية لها آثار فسيولوجية خطيرة على البشر. التشوهات في هيكلها ووظائفها مميتة أو مرتبطة بأمراض خلقية ومكتسبة ، مع السرطان والعقم واضطرابات الولادة.

خصائص سنترومير

السنتروميرات هي أجزاء من الكروموسومات تحتوي على مناطق شديدة التكرار من الحمض النووي في شكل كروماتين مغاير. هذه المناطق متخصصة في ربط وفصل الكروماتيدات الشقيقة أثناء انقسام الخلية.

بشكل عام ، تحتوي السنتروميرات على أقدم تسلسلات الحمض النووي ، مرتبة على التوالي وعلى مقربة من الحدود بين الهيتروكروماتين والكروماتين الحقيقي ، أي أن السنتروميرات هي مناطق متغايرة اللون بدرجة عالية.

يتم تصنيف التسلسلات المركزية بانتظام إلى نوعين: الحمض النووي الساتلي والعناصر القابلة للنقل. كلا النوعين من التسلسلات يمثلان معظم الحمض النووي الموجود في السنتروميرات.

تنظيم الحمض النووي في المناطق المركزية للأنواع المختلفة (المصدر: Gouttegd عبر ويكيميديا ​​كومنز) في الوقت الحاضر ، تعتبر السنتروميرات هياكل معقدة تتكون من الحمض النووي الجيني ، والتي تخضع لعمليات جينية مختلفة.

نظرًا لأن السنتروميرات هي جزء كروماتين من الكروموسومات ، فهي تتكون من مركب من بروتينات الدنا والهيستون التي تفضل "تغليفها".

ومع ذلك ، فإن نيوكليوسومات المناطق المركزية لا تمتلك بروتين هيستون H3 ؛ بدلاً من ذلك ، لديهم متغير حدده أولئك المهرة في المجال ، وهو خاص بالوسط.

يختلف هذا البروتين الشبيه بالهيستون اختلافًا كبيرًا بين الأنواع المختلفة. في الثدييات ، يُعرف هذا باسم CENP-A ، ويسمى في المفصليات CID وفي الفطريات والخمائر يطلق عليه Cse4.

بفضل الاختلافات المحددة لبروتين CENH3 في السنتروميرات ، تُستخدم خصائصه وخصائصه لتحديد الأنواع ، خاصةً المنطقة المركزية في الكروموسومات.

موضع

يتم تصور موقع السنترومير على الكروموسومات في الأنماط النووية على أنه "تضيق" ، والذي يُسمى عمومًا "انقباض أولي".

في بعض الكائنات الحية ، لا توجد السنتروميرات في منطقة واحدة ، ولكنها بالأحرى "منتشرة" ، بحيث يمكن لألياف المغزل أن تنضم على طول الكروموسوم بأكمله. تُعرف هذه الكروموسومات باسم السنترومير المنتشر.

رسم تخطيطي لكروموسوم مركزي كامل أو منتشر وكروموسوم متري آخر (يُعرف أيضًا باسم "أحادي المركز" ، نظرًا لأن لديهم مركزًا واحدًا فقط) (المصدر: Mandrioli & Manicardi عبر ويكيميديا ​​كومنز) يشير موضع السنترومير إلى الشكل الذي سيتخذه الكروموسوم خلال انقسام النواة. إذا كان السنترومير في منتصف كروموسوم ، فسيأخذ شكل "V" حيث يتم فصله باتجاه القطبين المعاكسين للخلية المنقسمة.

على العكس من ذلك ، إذا كان السنترومير قريبًا من أحد طرفي الكروموسوم ، فسيكون لهذا ، عند فصله عن الكروماتيد الشقيق ، شكل "J" أثناء الفصل. وبالمثل ، إذا كان السنترومير يقع في نهايات الكروموسوم ، فإن الفصل سيعطيه مظهر "قضيب صلب".

من المهم الإشارة إلى أن موضع السنترومير على كروموسوم يشير إلى العلاقة بين أطوال ذراعيه (القصير أو "p" والطويل أو "q"). هذه العلاقة محددة تمامًا لكل نوع من أنواع الكروموسوم.

وفقًا لموضع السنترومير ، يتم التعرف على ثلاثة أنواع من الكروموسومات:

أنواع الكروموسومات وموقع السنترومير. ج: ذراع قصير (ع). ب: السنترومير. ذراع طويلة (ف). د: أخت الكروماتيد. I-Telocentric: السنترومير بالقرب من القمة. الأسلحة ص مرئية إلى حد ما. II-Acrocentric: أذرع q أطول من أذرع p ، لكنها أطول من تلك الموجودة في telocentrics. III-Submetricric: الأسلحة p و q متشابهة في الطول ولكنها غير متساوية. IV-Metacentric: ذراعا q و p متساوية الطول. امين 003

الكروموسومات عن بعد

تحتوي هذه الكروموسومات على السنترومير في نهاية أحد ذراعي الكروماتين. هم تلك التي تتحرك في شكل قضبان صلبة أثناء الفصل نحو القطبين في انقسام الخلية.

الكروموسومات Acrocentric

في هذا النوع من الكروموسومات ، يظهر أن السنترومير يتجه نحو أحد الأطراف أكثر من اتجاه الآخر. عندما تنقسم الخلية وتنفصل الكروموسومات ، فإن الكروموسومات acrocentric هي التي تكتسب شكل "J".

الكروموسومات المترية

تحتوي الكروموسومات المترامية على مراكز تقع في جميع أنحاء مركز الكروموسوم ، تفصل بين ذراعين متساويين في الطول. نظرًا لموقع السنترومير ، تفرز الكروموسومات المترية في شكل V أثناء طور انقسام الخلية.

وظيفة

Centromeres هي وسيلة عالمية للإفراز الفعال للكروموسومات في جميع الكائنات حقيقية النواة. إنها مواقع التعلق للأنابيب الدقيقة لممارسة القوة الميكانيكية الدقيقة لفصل الكروموسومات أو الكروماتيدات أثناء الانقسام الاختزالي أو الانقسام.

الوظائف المحددة للسنترومير هي التصاق وفصل الكروماتيدات الشقيقة ، وتثبيت الأنابيب الدقيقة ، وحركة الكروموسومات أثناء الفصل نحو الخلايا الوليدة ، وإنشاء الكروماتين المغاير ، بالإضافة إلى أنها تمثل نقطة تحكم في الانقسام المتساوي.

في الثدييات ، توجد البروتينات الشبيهة بـ CENP في الكروماتين المركزي المغاير. يمكن أن تكون هذه من ثلاثة أنواع CENP-A و CENP-B و CENP-C ، وكلها تشارك في تجميع kinetochore.

يمكن أن يتسبب عدم وجود بروتين CENP-C في حدوث أخطاء جسيمة في فصل الكروموسومات ، نظرًا لأن هذا البروتين له خصائص ربط الحمض النووي و "الارتباط الذاتي" ويرتبط ارتباطًا مباشرًا بفصل الكروموسومات. عطل الكروموسومات و kinetochore.

من المعروف حاليًا أن بعض مناطق السنتروميرات نشطة نسبيًا. ترميز هذه لـ RNAs صغيرة التداخل ، والتي تشارك في إسكات نسخ بعض مناطق الجينوم.

هذه النسخ الصغيرة من الحمض النووي الريبي مزدوجة النطاق من المناطق المحيطة بالمركز ضرورية لتجميع الهيتروكروماتين وهي مناطق النسخ لتنظيم الخطوات قبل انقسام الخلية.

المراجع

1. تشو ، كا (1997). السنترومير (المجلد 320). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد.
2. فينشام ، جي آر إس (2001). سنترومير.
3. فوكاجاوا ، ت. ، & إيرنشو ، مرحاض (2014). السنترومير: أساس الكروماتين لآلة الحركة الحركية. الخلية التنموية ، 30 (5) ، 496-508.
4. هنيكوف ، س. ، أحمد ، ك. ، مالك ، إتش إس (2001). مفارقة السنترومير: وراثة مستقرة مع الحمض النووي سريع التطور. علم ، 293 (5532) ، 1098-1102.
5. بلول ، إم ، ميتروفيتش ، إن ، ومرافيناك ، ب. (2014). هوية Centromere من وجهة نظر الحمض النووي. كروموسوم، 123 (4) ، 313-325.
6. Westhorpe ، FG ، & Straight ، AF (2015). السنترومير: التحكم اللاجيني للفصل الكروموسوم أثناء الانقسام. وجهات نظر كولد سبرينج هاربور في علم الأحياء ، 7 (1) ، a015818.