Sentromer nedir, hücrenin neresinde bulunur? Sentromerlerin özellikleri ve görevleri nelerdir, türleri hakkında bilgi.
Sentromer
Sentromer, hücre bölünmesi sırasında kardeş kromatitleri ayırmak için mitotik iğ liflerinin bağlandığı bir kromozom üzerindeki noktadır.
Bir hücre kendini yeniden üretmeye çalıştığında, yavru hücresinin ana hücrenin DNA’sının tam bir tamamlayıcısını alabilmesi için önce kromozomlarının her birinin tam bir kopyasını yapmalıdır.
Her bir kromozomun iki kopyası, her bir yavru hücreye bir kopya gidecek şekilde, ayrılana kadar genellikle birbirine yapışmış halde kalır. Bu iki kopya birbirine yapışmış haldeyken “kardeş kromatitler” olarak adlandırılır.
Hücre bölünmeye hazırlanırken, kardeş kromatitler neredeyse tamamen ayrılana kadar birbirlerinden ayrılmaya başlarlar. Bununla birlikte, hücre bölünmesinde hayati bir rol oynayan özel bir bölge olan merkezde birleşik kalırlar.
Merkezde, hücrenin hücre iskeletinin elemanları birleşir ve bağlanır. İlk olarak, kinetokor adı verilen bir protein kompleksi, DNA’nın sentromer bölgesi etrafında toplanır; daha sonra mitotik iğ lifleri kinetokora bağlanır. Bu liflerin diğer ucu, kısa bir süre sonra yeni yavru hücreler haline gelmek üzere bölünecek olan ana hücrenin zıt uçlarına tutturulur.
Mil lifleri büzülmeye başladığında, kromatitler ana hücrenin zıt uçlarına çekilir. Bu şekilde, ana hücreler sitokinez sırasında ikiye bölündüğünde, her bir kardeş kromatit yeni yavru hücrenin bir kromozomu haline gelir.
Bu süreci anlamak için, her bir kardeş kromatidin aslında ana hücrenin kromozomunun tam bir kopyası olduğunu hatırlamak önemlidir.
Birleştirilen iki kardeş kromatit, sıkıca birlikte paketlendikleri için genellikle tek bir kromozom olarak adlandırılır – ancak her biri orijinal kromozomun tüm bilgilerini içerir, bu nedenle ayrıldıklarında, her biri ebeveynde bulunan tüm bilgileri içeren eksiksiz bir kromozom haline gelir.
Aşağıdaki görüntü, hücrenin hücre bölünmesine girme hazırlıklarının görsel bir örneğini sağlar. Faz 2’de çekirdek zarının çözüldüğünü ve kromozomları sitoplazmada serbest bıraktığını unutmayın.
3. ve 4. aşamalarda, DNA, kardeş kromatitlerin eşleştiği ve merkezlerinde birleştirildiği sıkıca paketlenmiş kromozomlara yoğunlaşır. Aşağıda resmedilen 5. aşamada, kardeş kromatitler hücrenin zıt taraflarına çekilir.
6. aşamada, sonunda hücre ikiye bölünerek kız kardeşleri yavru hücrelere ayırır.
Sentromerin İşlevi
Tüm canlılar hücrelerden oluşur. Hücrelerin büyümesi veya çoğalması için hücre bölünmesinin gerçekleşmesi gerekir. Hücre bölünmesinde, bir “ana” hücre ikiye bölünür ve sonuçta ortaya çıkan hücrelerin her biri “yavru” hücreler olur.
Her bir yavru hücrenin hayatta kalması için, ebeveyn hücrelerinin her birinin kromozomlarının bir kopyasını almaları çok önemlidir.
Bu olmadığında ve yavru hücreler eksik bilgi aldığında veya bir kromozomun çok fazla kopyasını aldığında, ciddi hastalık veya hücre ölümü meydana gelebilir.
Her bir yavru hücreye DNA’sının tam bir kopyasının verilmesini sağlamak için, bir hücre önce DNA’sının tam bir kopyasını oluşturur. İki kopya birbirine yapışır ve sonuçta hücre bölünmesi sırasında ayrılana kadar kardeş kromatitler oluşturmak için yoğunlaşır.
Kromozomun sentromeri, her bir kardeş kromatite bağlanacak ve bunları ana hücrenin zıt uçlarına çekecek ve sonuçta iki yavru hücrenin sitoplazması haline gelecek olan mitotik iğ lifi için bir bağlanma yeri sağlar.
Sentromerlerin düzgün çalışmadığı durumlarda hücreler başarıyla bölünemez. Bunu yapmaya yönelik herhangi bir girişim, hayatta kalmak için ihtiyaç duydukları genetik talimatlara sahip olmayan yavru hücreler ile sonuçlanır.
Kromozom sıralama ile ilgili sorunlara yol açan Sentromer disfonksiyonunun, kalıtsal sentromere bozukluklarının erken embriyonik ölümle sonuçlanabileceği birçok düşük vakasında rol oynadığına inanılmaktadır. Sentromer disfonksiyonunun, hücre bölünmesi sırasında kromozomların sınıflandırılması başarısız olursa beklenebilecek türde büyük kromozom dengesizliği sergileyen kanser hücrelerinde de rol oynadığından şüpheleniliyor.
Sentromer Türleri
Nokta Sentromerler
Nokta sentromerler, mitotik iğ liflerinin belirli DNA dizilerine çekildiği sentromerlerdir. Bu durumlarda hücre, bu spesifik DNA dizilerine bağlanan proteinlere sahiptir ve bu proteinler, mitotik iğ liflerinin bağlanmasının temelini oluşturur.
Bu durumlarda, mitotik iğ lifleri tipik olarak, nokta sentromerin DNA dizisinin göründüğü her yerde görünecektir. Mitotik iğ lif kompleksinin oluşumunu başlatan protein, konumu veya diğer faktörlere bakılmaksızın bu DNA dizisine bağlanacaktır.
Bölgesel Sentromerler
İnsanlar ve çoğu ökaryotik hücre bölgesel sentromerler kullanır. Bunlar, mitotik iğ bağlanmasının kesin bir DNA dizisi ile değil, bir sentromerin konumunu işaret etmek için birlikte çalışan özelliklerin bir kombinasyonu ile belirlendiği sentromerlerdir.
Bölgesel sentromerlerde, epigenetik işaretlerin, mitotik iğ kompleksini oluşturmaya başlayan proteinlere nereye bağlanacağını söylediği düşünülmektedir.
“Epigenetik işaretler”, DNA’nın kimyasal özelliklerini ve diğer özelliklerini değiştirebilen enzimler tarafından DNA’ya yapılan kimyasal değişikliklerdir. DNA’da bulunan bilgiler değiştirilmeden epigenetik işaretler eklenebilir veya çıkarılabilir.
İlgili Biyoloji Terimleri
- Epigenetik işaretler – DNA’da enzimler tarafından yapılabilen kimyasal değişiklikler. Epigenetik işaretler geri dönüşümlüdür ve kromozom oluşumunun organize edilmesinde ve gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynadığı düşünülmektedir.
- Kinetokor – Hücre bölünmesi sırasında sentromerlerin etrafında oluşan bir protein yapısı. Mitotik iğ liflerinin bağlandığı kinetokor.
- Mitoz – Ökaryotik hücreler tarafından kullanılan en yaygın hücre bölünmesi türüdür. Belirli koşullar altında, mayoz gibi diğer hücre bölünmesi yöntemleri kullanılabilir.