سانترومر -تعریف، ساختار، عملکرد، موقعیت، انواع و عملکرد
سانترومر از کلمات یونانی Centro و Mere گرفته شده است که به ترتیب به معنای مرکزی و قسمتی هستند. هنگامی که یک سلول تقسیم می شود، سانترومر، که شبیه یک ناحیه منقبض کروموزوم است، برای کمک به تقسیم DNA در داخل سلول (میتوز و میوز) در مرحله متافاز است.
سانترومرها را می توان از نظر مورفولوژیکی با الگوی رنگ آمیزی هتروکروماتین و ظاهر آنها در متافاز و آنافاز در کروماتین شناسایی کرد. ناحیه ای که الیاف دوک سلولی به هم متصل هستند، سانترومر است. دو کروماتید خواهر یکسان که کروموزوم تکثیر شده را تشکیل می‌دهند، هنگامی که رشته‌های دوک به سانترومر متصل شدند، به طرف مقابل سلول تقسیم می‌شوند و منجر به تقسیم DNA یکسان در دو سلول دختر می‌شود.
سانترومر به عنوان پایه و اساس پروتئینی به نام کینتوکور عمل می کند. کینتوکور مهم است زیرا کروماتیدهای خواهر را به دوک میتوزی متصل می کند و در نتیجه تقسیم کروموزوم را تسهیل می کند. قبل از شروع میتوز، سانترومر وجود دارد. تصور می شود که ناحیه سانترومریک حاوی هتروکروماتین سازنده باشد. توالی‌های باز تکرار شونده طولانی که سانترومرها را در یوکاریوت‌های بالاتر تشکیل می‌دهند، معمولی هستند. این توالی‌های تکراری در انسان «ماهواره‌های آلفا» نامیده می‌شوند. سانترومر در یوکاریوت هایی مانند ساکارومایسس سرویزیه بسیار کوتاهتر است (126 جفت باز) و تکرار نمی شود. علیرغم اینکه سانترومر جزء کروموزوم است، قطعه ای از DNA غیر کد کننده و فاقد مواد ژنتیکی است.
ساختار سانترومر
تنوع زیادی در معماری سانترومر در میان موجودات مختلف وجود دارد. کینتوکور و پروتئین های مرتبط با DNA اکثر اجزای سانترومر را تشکیل می دهند.
کینتوکور: برای جداسازی دقیق کروموزوم، کینتوکور مهره‌داران، یک ساختار پروتئینی پیچیده مگادالتونی است که اتصالات بین کروموزوم‌ها و میکروتوبول‌های دوک‌های میتوزی و میوزی را تعیین می‌کند. توسط آن ژنوم تکثیر شده سلول مادر به دخترانش منتقل می شود. از طریق مکانیسم های پیچیده هماهنگ با چرخه سلولی، کینتوکورها بر روی کروماتین سانترومریک مونتاژ می شوند. علاوه بر این، کینتوکورها سیستم‌های بازخوردی را تنظیم می‌کنند که اتصال کروموزوم‌ها به چرخه سلولی را هماهنگ می‌کنند و پیوست‌های نادرست میکروتوبول را تصحیح می‌کنند. آنها به تضمین حفظ در نسل های متوالی کمک می کنند.
پروتئین های مرتبط با DNA: DNA سانترومر معمولاً به شکل هتروکروماتین است که برای جداسازی در طول آنافاز و اتصال کروماتیدهای خواهر که با واسطه کمپلکس کوهزین انجام می شود، ضروری است.
موقعیت سانترومر
Acentric کروموزمی را توصیف می کند که فاقد سانترومر است. در طول تقسیم سلولی، به طور نامناسبی جدا می شود و در چرخه های سلولی بعدی به سرعت ناپدید می شود. کروموزوم های مونوسنتریک فقط یک سانترومر دارند. سانترومرها تقریباً همیشه در بخش‌های هتروکروماتین روی کروموزوم‌های تک مرکزی (مونوسنتریک) قرار دارند که در اکثر گیاهان و جانوران متازوئه وجود دارند.
آنها بر اساس موقعیت سانترومر به انواع زیر دسته بندی می شوند:
کروموزوم متاسانتریک
سانترومر در مرکز کروموزوم های متاسانتریک قرار دارد و اطمینان می دهد که طول هر دو قسمت یکسان است. کروموزوم های متاسانتریک انسان 1، 3، 16، 19 و 20 هستند.
کروموزوم ساب متاسانتریک
کمی عدم تعادل در طول دو قسمت کروموزوم های زیر متاسانتریک وجود دارد زیرا سانترومر کمی خارج از مرکز است. Submetacentricity در کروموزوم های انسانی 2، 4-12، 17، 18 و X وجود دارد.
کروموزوم آکروسانتریک
یک سانترومر کاملاً خارج از مرکز روی یک کروموزوم آکروسانتریک باعث ایجاد یک بخش بسیار طولانی و یک بخش بسیار کوتاه می شود. کروموزوم های آکروسنتریک انسان شامل 13-15، 21، 22 و Y می باشد.
کروموزوم تلوسنتریک
سانترومر در انتهای کروموزوم تلوسنتریک قرار دارد. کروموزوم های تلوسنتریک در انسان وجود ندارد بلکه در برخی حیوانات دیگر مانند موش وجود دارد.
برخی از موجودات حاوی کروموزوم های هولوسنتریک با سانترومرهای پراکنده هستند، مانند گیاهان در جنس Luzula. این کروموزوم ها دارای هتروکروماتین سانترومریک هستند که در تمام طول آنها پراکنده شده است که دوک به آن متصل می شود.
کروموزوم هایی با سانترومرهای متعدد به ندرت می توانند در سلول های کشت بافت پستانداران تشکیل شوند.
Diacentric کروموزمی را توصیف می کند که دارای دو سانترومر است. تجزیه کروموزوم به دنبال همجوشی اغلب منجر به کروموزوم های دو مرکزی می شود. در آنافاز، زمانی که سانترومرها در جهت مخالف کشیده می شوند، کروموزوم دو مرکزی معمولاً می شکند.
برخی از گیاهان دارای کروموزوم های هولوسنتریک هستند که در برابر این مسئله دفاعی ناشناخته ایجاد کرده اند.
از این رو، مکان سانترومر نشانگر مفیدی برای دسته‌بندی کروموزوم‌ها به گروه‌های کاریوتیپ و ایجاد یک نام‌گذاری یکنواخت برای نقشه‌برداری مکان‌های ژن‌ها بر روی کروموزوم‌ها ارائه می‌دهد.
انواع سانترومر
- سانترومرهای نقطه ای
- سانترومرهای منطقه ای
سانترومر نقطه ای
آنها سانترومرهایی هستند که فیبرهای دوک میتوزی به دنبال توالی های DNA می کشند. این توالی‌های DNA از سانترومر نقطه‌ای اغلب در هر جایی یافت می‌شوند و در نتیجه تارهای دوک میتوزی ظاهر می‌شوند. پروتئینی که تشکیل کمپلکس فیبر دوک میتوزی را آغاز می کند، بدون توجه به موقعیت یا متغیرهای دیگر به آن توالی DNA متصل می شود. ساکارومایسس سرویزیه دارای یک سانترومر نقطه ای است.
سانترومرهای منطقه ای
اکثر سلول های یوکاریوتی، از جمله انسان، دارای سانترومرهای منطقه ای هستند. این سانترومرها هستند که در آن ترکیبی از صفات که با هم عمل می کنند تا موقعیت یک سانترومر را نشان دهند، به جای یک توالی DNA دقیق، اتصال دوک میتوزی را تعیین می کند. بنابراین، محل قرارگیری سانترومر توسط توالی DNA تعیین نمی شود.
نشانگرهای اپی ژنتیک اطلاعاتی را در مورد موقعیت این سانترومرها به پروتئین ها ارائه می دهند. برای اتصال به کمپلکس دوک میتوزی، این امر ضروری است. از آنزیم ها برای تغییر DNA برای ایجاد این نشانگرهای اپی ژنتیک به صورت شیمیایی استفاده می شود. بدون تغییر هیچ یک از اطلاعات موجود در DNA، آنها به سادگی به DNA اضافه یا از آن حذف می شوند.
عملکرد سانترومرها
- سانترومرها در چسبندگی و جداسازی کروماتیدهای خواهر، حرکت کروموزومی، اتصال میکروتوبول ها، تنظیم ایست بازرسی میتوزی و تشکیل هتروکروماتین نقش دارند. مولکول های پروتئین کوهزین به چسبیدن کروماتیدهای خواهر به یکدیگر کمک می کنند.
- سانترومرها به عنوان هاب های سیگنالینگ پیچیده عمل می کنند که سرعت پیشرفت چرخه سلولی را کنترل می کنند.
- هنگامی که سلول های یوکاریوتی تقسیم می شوند، سانترومرها به تراز و جداسازی کروموزوم مناسب کمک می کنند.
- سانترومرها به عنوان نقطه اتصال kinetochore عمل می کنند. اتصال کروماتید خواهر و همچنین اتصال فیبر دوکی دو فعالیت اصلی آن است.
- سانترومرها در توسعه یک سلول جدید بسیار مهم هستند. هنگامی که کروموزوم ها کپی می شوند، سانترومر به عنوان یک محل اتصال برای دو کروموزوم تکثیر شده، معروف به کروماتیدهای خواهر عمل می کند.
- اختلال عملکرد سانترومر در برخی موارد منجر به سرطان و سقط جنین می شود.
“کیمیا زیست گستر نوین” در راستای ارتقاء تولیدات و سطح علمی کشور مبادرت به واردات و توزیع مواد شیمیایی و مصرفی آزمایشگاهی کرده است. هدف مجموعه ما تأمين مواد و تجهيزات مورد نياز در بخش هاى مختلف آزمايشگاهى، تحقيقاتى، بيمارستانى، صنعتى و … مي باشد.
