همه چیز درباره سانترومر

سانترومر برای اولین بار به صورت فشردگی اولیه بر روی کروموزوم مهره داران و بعدا به عنوان منطقه ای از کروموزوم که فراوانی نوترکیبی در آن کاهش یافته است،شناخته شده است.اخیرا بسیاری از خصوصیات مولکولی که سانترومر را از بقیه کروموزوم متمایزمی کند شناخته شده است. DNA سانترومری در بین یوکاریوت ها بسیار متنوع است و محدودهای از یک سانترومر ساده ی 125 جفت بازی در ساکارومیسس سرویسیا تا توالی بسیار تکراری آلفا-ستلایتی (a-satellite) در مهره داران را شامل می شود.بیشتر یوکاریوت ها دارای سانترومرهای پیچیده ای هستند که شامل یک توالی بلند از DNA تکراری است که در بین گونه های مختلف بسیار متنوع است.  

جدای از تفاوت هایی که در بین توالی DNA سانترومری وجود دارد، در همه ی سانترومرها ،پروتئین سانترومری A یا  (CENP-A ) جایگزین پروتئین هیستونی H3 در ساختار نوکلئوزوم شده است. جهش در پروتئین سانترومری A باعث نقص در اتصال کینه توکور به سانترومر می شود . توالی DNA آلفا-ساتلایتی انسان دارای محل اتصال برای پروتئین سانترومری B یا (CENP_B) می باشد.پروتئین سانترومری B به DNA آلفا-ساتلایتی متصل می شود ،ولی احتمال می دهند که درعملکرد سانترومر نقش ندارد.

پروتئین های CENP-C ،CENP-I ،CENP-H برای عملکرد درست کینه توکور ضروری هستند.CENP-E یک پروتئین موتوری شبیه کاینزین (Kinesin)است و در تجمع کروموزوم ها در صفحه ی متافازی نقش دارد.

سانترومر ناحیه ای از کروموزوم است که مسئول جدا شدن کروماتیدهای خواهری و کروموزوم های هومولوگ طی میتوز و میوز است.بنابراین سانترومرها برای پایداری ژنتیکی ضروری هستندو مثال هایی وجود دارد که نشان می دهد نقص در سانترومر باعث ایجاد آنیوپلوئیدیمی شود.طی پروفاز ،پروتئین های چسبنده(cohesion)که باعث اتصال کروماتیدهای خواهری به هم شده اند،به وسیله آنزیم جدا کننده (separase)تخریب شده و باعث جدا شدن کروماتید های خواهری از هم می شوند.تخریب پروتئین های چسبنده و جدا شدن کروماتید های خواهری

 
کروماتیدها فقط در ناحیه ی سانترومر به هم متصل باقی می مانندکه سانترومرها نیز در ابتدای آنافاز از هم جدا می شوند.در بعضی از کروموزوم ها سانترومر دیده نمی شودو به هنگام جدا شدن از رشته ی دوک هیچ شکستگی در کروموزوم رخ نمی دهدو به نظر می رسد کینه توکوردر تمام نقاط کروموزوم پخش شده است و کل کروموزوم را به عقب می کشد.بعضی از کروموزوم ها نیز دارای تعداد بیشتری سانترومر می باشند که تنها یکی ازسانترومرها فعال می باشدو بقیه غیر فعالند.زیرا اگر همه ی سانترومرها فعال باشند،در زمان چسبیدن سانترومر یه رشته های دوک،از نقاط مختلف چسبیده و هنگام کشیده شدن کروموزوم به عقب،تکه تکه  می شود.

انواع سانترومر

بر اساس فعالیت سانترومری در کروموزوم،چهار نوع سانترومر شناخته شده است:

1-سانترومر متمرکز(Localized centromere):

در اکثر موجودات ،هر کروموزوم دارای یک منطقه ی سانترومری متمرکز است که رشته های میکروتوبول در تقسیم سلولی به آن متصل می شوند.حدود 50 تا 100 میکروتوبول به یک سانترومر متصل می شود.چنین کروموزوم هایی را مونوسانترومری(monocentric) یا یوسانتریک (eucentric) می نامند.در برخی از تغییرات ساختاری،کروموزوم ممکن است دارای دو سانترومر شود که به آن کروموزوم دو سانترومری (dicentric)یا آنیوسانتریک (aneucentric) می گویند.

2-سانترومر ثانویه یا سانترومر جدید (Neocentromere or secondary centromere):

به طور طبیعی کروموزوم ها دارای یک سانترومر هستند (سانترومر متمرکز)،ولی در برخی گونه ها از قبیل ذرت ،سانترومر ثانویه وجود دارد و جایگاه سانترومر به وسیله ی یک مرکزثانویه جایگزین شده است.برای مثال تلومرجایگزین سانترومرمی شود و رشته های دوک به تلومر متصل می شوند.

3-سانترومر غیر متمرکز(Nonlocalized centromere):

در چنین مواردی رشته های دوک به یک سانترومر متصل نمی شوند،بلکه کروموزوم بیش از یک سانترومر دارد.این سانترومرها به دو نوع تقسیم می شوند:

3-الف)سانترومر چند تایی(Multiple or polycentromere):

هر کروموزوم دارای تعدادی سانترومراست که به وسیله ی مناطق غیرسانترومری کوچک از هم جدا شده اند و رشته های دوک به تعدادی سانترومرمتصل می شوند. در واقع چنین کروموزوم هایی ساختار مرکب یا چند تایی دارند که در سلول های زاینده ی کرم آسکاریس مشاهده شده است.

3-ب)سانترومر سراسری یا پراکنده(Diffuse or Holocentromere):

این نوع سانترومر در سال 1941 به وسیله ی هوگس شرادر (Hughes-Schradar) و ریز(Ris) کشف شد. در این حالت فعالیت سانترومری در طول کروموزوم پخش شده است. این حالت سانترومری درراسته ی نیم بالان و آغازیان مشاهده شده است.

4-سانترومر نیمه متمرکز (semilocalized centromere):

این نوع سانترومر در سال 1954 به وسیله ی واراما (Vaarama) کشف شده و به عنوان یک حالت حد واسط بین سانترومرهای متمرکز و سانترومر چند تایی در نظر گرفته می شود. در طول میتوز حرکت کروموزومی براساس فعالیت سانترومرمتمرکزاست،ولی در میوز فعالیت سانترومری بر عهده ی یک ناحیه ی دیگر از کروموزوم است. بنابراین فعالیت سانترومری و اتصال رشته های دوک با یک قاعده ی مشخص تغییر می کند که به آن تعویض سانترومری (centromere shift) می گویند.