Centromer: kromosomens mittpunkt — definition, struktur och funktion i mitos
Lär dig allt om centromer — definition, struktur och roll i mitos. Förstå DNA-satelliter, cen‑proteiner och hur centromerer styr korrekt kromosomdelning.
Centromeren är en speciell region på en kromosom, vanligtvis nära mitten. Det är här som de två identiska systerkromatiderna håller kontakt tills de separeras vid celldelning. Vid centromeren byggs det en komplex struktur — kinetokoren — som fäster kromosomen vid spindeln under mitosen. Regionen innehåller särskilda typer av DNA, ofta långa tandemrepetitioner (satellit-DNA), och bundna proteiner som tillsammans bestämmer centromerens identitet och funktion.
Struktur och molekylära komponenter
Centromeren består inte bara av DNA-sekvensen utan i hög grad av specialiserade proteiner och en epigenetisk kromatinstruktur. Ett av de viktigaste proteinerna är histonvarianten CENP-A, som ersätter den vanliga histonen H3 i nukleosomerna i centromerområdet och markerar platsen där kinetokoren bildas. Runt centromeren ligger ofta pericentromerisk heterokromatin — kompakt, upprepat DNA som bidrar till kromosomstabilitet.
Kinetokoren själv består av flera lager: ett inre komplex som binder centromeriskt kromatin (till exempel proteiner i CCAN-komplexet) och ett yttre kinetokorkomplex (bland annat Ndc80) som direkt förankrar mikrotubuli från den mitotiska spindeln. Proteiner som kohezin håller systerkromatiderna samman intill anafas.
Funktion under mitos
Under mitosen är centromerens huvuduppgift att säkerställa korrekt fördelning av kromosomer till dotterceller. När cellen når metafas har varje systerkromatidpar fäst sina kinetokorer vid mikrotubuli från motsatta poler — en konfiguration som kallas biorientering. När korrekt spänning registreras aktiveras separasenzymet och kohezinet klyvs, vilket tillåter systerkromatiderna att dras isär mot varsin pol i anafas.
I mikroskop kan centromerer ofta ses som en tydlig förträngning på metafaskromosomerna där de två kromatidhalsarna möts. Fel i kinetokorfunktion eller i mikrotubuliattachering kan leda till felaktig segregation och uppkomst av aneuploidi.
Variation mellan organismer
Centromerer skiljer sig stort mellan arter. Vissa jästarter har så kallade punktcentromerer — mycket korta, sekvensbestämda centra — medan de flesta eukaryoter har regionala centromerer byggda av långa upprepade sekvenser och epigenetiska markörer. Vissa växter och insekter har holocentriska kromosomer där kinetokorernas funktion är utspridd längs hela kromosomen i stället för samlad till en punkt. Fenomenet neocentromer visar att centromeridentitet även kan uppstå på nya kromosompositioner utan typiska upprepningar.
Medicinsk betydelse och forskning
Defekter i centromer- eller kinetokorfunktion kan leda till kromosomobalans (aneuploidi) som är kopplat till missfall, utvecklingsstörningar och cancer. Centromerens bildning och underhåll styrs till stor del epigenetiskt (t.ex. genom CENP-A), vilket gör området till ett aktivt forskningsfält med betydelse för förståelsen av kromosomstabilitet och tumörbiologi.
Studier av centromerer använder metoder som immunofluorescens mot CENP-proteiner, FISH mot satellit-DNA och ChIP-sekvensering för att kartlägga centromeriskt kromatin.
Sammanfattning
- Definition: Centromeren är kromosomens funktionella mittpunkt där systerkromatiderna hålls samman och där kinetokoren fäster spindeln.
- Struktur: Består av upprepat DNA, centromeriskt kromatin (bl.a. CENP-A) och ett flerskiktat kinetokorkomplex.
- Funktion: Säkerställer korrekt segregation av kromosomer under mitos genom att mediera spindelattachment och spänningstestning.
- Variation: Olika arter har olika typer av centromerer (punkt, regional, holocentrisk) och centromeridentitet är i hög grad epigenetisk.
Kromosomala komponenter: (1) kromatid (2) centromer (3) kort arm (4) lång arm
Frågor och svar
F: Vad är centromeren?
S: Centromeren är en speciell region på en kromosom, vanligtvis nära mitten, där de två identiska systerkromatiderna håller kontakten när kromosomen fäster vid spindeln i mitosen.
F: Vilken typ av DNA finns i centromeren?
S: Regionen innehåller specifika typer av DNA, som är tandemrepetitiva sekvenser (satellit-DNA).
F: Vad kallas de proteiner som binder till de specifika DNA-sekvenserna i centromeren?
S: Dessa sekvenser binder specifika proteiner som kallas "cen"-proteiner.
F: När kan man se centromerer under mitos?
S: Under mitosen kan centromererna ses under metafasstadiet som en förträngning på kromosomen.
F: Vad händer vid den centromeriska förträngningen under metafas?
S: Vid denna centromeriska förträngning hålls kromosomens två halvor, systerkromatiderna, samman fram till slutet av metafasen.
F: Varför är centromeren viktig vid mitos?
S: Centromeren är viktig vid mitos eftersom den ser till att systerkromatiderna hålls samman tills de är redo att separeras under celldelningen.
F: Vilken typ av DNA finns i centromeren?
S: Centromeren innehåller tandemrepetitiva sekvenser (satellit-DNA).
Sök