Trennung von Centromeren und Chromosomen

EIN Centromere ist eine Region auf einem Chromosom, die sich mit Schwesterchromatiden verbindet. Schwesterchromatiden sind doppelsträngige, replizierte Chromosomen, die sich während der Zellteilung bilden. Die Hauptfunktion des Zentromers besteht darin, während der Zellteilung als Befestigungsstelle für Spindelfasern zu dienen. Der Spindelapparat verlängert die Zellen und trennt die Chromosomen, um sicherzustellen, dass jede neue Tochterzelle nach Abschluss der Mitose und Meiose die richtige Anzahl von Chromosomen aufweist.

Die DNA in der Centromerregion eines Chromosoms besteht aus dicht gepacktem Chromatin, das als Heterochromatin bekannt ist. Heterochromatin ist sehr kondensiert und wird daher nicht transkribiert. Aufgrund seiner Heterochromatinzusammensetzung färbt sich die Centromerregion mit Farbstoffen dunkler als die anderen Regionen eines Chromosoms.

Die zentralen Thesen

• Centromere sind Regionen auf einem Chromosom, die sich mit Schwesterchromatiden verbinden, deren Hauptfunktion in der Bindung von Spindelfasern bei der Zellteilung besteht.
• Während sich Zentromere typischerweise im zentralen Bereich eines Chromosoms befinden, können sie sich auch in der Nähe der mittleren Region oder an einer Reihe verschiedener Positionen auf dem Chromosom befinden.
• Spezielle Zonen auf Zentromeren, die als Kinetochoren bezeichnet werden, binden die Chromosomen an Spindelfasern in der Prophase bei Mitose.
• Kinetochoren haben Proteinkomplexe, die Kinetochorfasern erzeugen. Diese Fasern helfen, Chromosomen während der Zellteilung zu orientieren und zu trennen.
• In der Meiose, in der Metaphase I, sind die Zentromere homologer Chromosomen in Richtung entgegengesetzter Zellpole ausgerichtet, während in der Meiose II Spindelfasern, die sich von beiden Zellpolen erstrecken, an ihren Zentromeren an Schwesterchromatiden anhaften.

Lage des Zentromers

Ein Zentromer befindet sich nicht immer im zentralen Bereich eines Chromosoms. Ein Chromosom besteht aus einer kurzen Armregion (p Arm) und eine Langarmregion (q Arm), die durch eine Zentromerregion verbunden sind. Centromere können sich in der Nähe der mittleren Region eines Chromosoms oder an einer Reihe von Positionen entlang des Chromosoms befinden.

• Metazentrisch Zentromere befinden sich in der Nähe des Chromosomenzentrums.
• Submetazentrisch Centromere sind nicht zentral angeordnet, sodass ein Arm länger als der andere ist.
• Akrozentrisch Centromere befinden sich am Ende eines Chromosoms.
• Telozentrisch Centromere befinden sich am Ende oder in der Telomerregion eines Chromosoms.

Die Position des Zentromers ist in einem menschlichen Karyotyp von homologen Chromosomen leicht zu beobachten. Chromosom 1 ist ein Beispiel für ein metazentrisches Zentromer, Chromosom 5 ist ein Beispiel für ein submetazentrisches Zentromer und Chromosom 13 ist ein Beispiel für ein akrozentrisches Zentromer.

Chromosomentrennung bei Mitose

• Vor Beginn der Mitose tritt die Zelle in ein als Interphase bezeichnetes Stadium ein, in dem sie ihre DNA zur Vorbereitung der Zellteilung repliziert. Schwesterchromatiden werden gebildet, die an ihren Zentromeren verbunden sind.
• Im Prophase der Mitose binden spezialisierte Regionen auf Zentromeren, die als Kinetochoren bezeichnet werden, Chromosomen an polare Spindelfasern. Kinetochoren bestehen aus einer Reihe von Proteinkomplexen, die Kinetochorfasern bilden, die sich an Spindelfasern anlagern. Diese Fasern helfen bei der Manipulation und Trennung der Chromosomen während der Zellteilung.
• Während Metaphase, Chromosomen werden durch die gleichen Kräfte der polaren Fasern, die auf die Zentromere drücken, an der Metaphasenplatte gehalten.
• Während Anaphase, Gepaarte Zentromere in jedem einzelnen Chromosom beginnen sich auseinander zu bewegen, wenn Tochterchromosomen zuerst zu entgegengesetzten Enden der Zelle gezogen werden.
• Während telophase, neu gebildete Kerne umschließen getrennte Tochterchromosomen.

Nach der Zytokinese (Teilung des Zytoplasmas) werden zwei verschiedene Tochterzellen gebildet.

Chromosomentrennung bei Meiose

Bei der Meiose durchläuft eine Zelle zwei Stufen des Teilungsprozesses. Diese Stadien sind Meiose I und Meiose II.

• Während Metaphase I, Die Zentromere homologer Chromosomen sind auf entgegengesetzte Zellpole ausgerichtet. Dies bedeutet, dass homologe Chromosomen an ihren Zentromerregionen an Spindelfasern anhaften, die sich nur von einem der beiden Zellpole erstrecken.
• Wenn sich die Spindelfasern während der Bearbeitung verkürzen Anaphase I, homologe Chromosomen werden zu entgegengesetzten Zellpolen gezogen, aber Schwesterchromatiden bleiben zusammen.
• Im Meiose II, Spindelfasern, die sich von beiden Zellpolen erstrecken, binden an ihren Zentromeren an Schwesterchromatiden. Schwesterchromatiden werden in getrennt Anaphase II wenn Spindelfasern sie zu entgegengesetzten Polen ziehen.

Meiose führt zur Teilung, Trennung und Verteilung von Chromosomen unter vier neuen Tochterzellen. Jede Zelle ist haploide und enthält nur die Hälfte der Chromosomenzahl der ursprünglichen Zelle.

Centromere Anomalien

Zentromere spielen eine wichtige Rolle bei der Trennung von Chromosomen. Ihre Struktur kann jedoch Orte für Chromosomenumlagerungen ermöglichen. Die Integrität von Centromeren intakt zu halten, ist daher eine wichtige Aufgabe für die Zelle. Centromere Anomalien wurden mit verschiedenen Krankheiten wie Krebs in Verbindung gebracht.