السنترومير
يربط السنترومير زوجًا من الكروماتيدات الشقيقة معًا أثناء انقسام الخلية. تربط هذه المنطقة الضيقة من الكروموسوم الكروماتيدات الشقيقة، مكونةً ذراعًا قصيرًا (p) وذراعًا طويلًا (q) على الكروماتيدات. أثناء الانقسام المتساوي ، ترتبط خيوط المغزل بالسنترومير عبر الحيز الحركي .
يتمثل الدور المادي للسنترومير في العمل كموقع لتجميع الكينيتوكورات - وهو هيكل متعدد البروتينات شديد التعقيد مسؤول عن الأحداث الفعلية لانفصال الكروموسومات - أي ربط الأنابيب الدقيقة وإرسال الإشارات إلى آلية دورة الخلية عندما تتبنى جميع الكروموسومات ارتباطات صحيحة بالمغزل ، بحيث يكون من الآمن أن يستمر انقسام الخلية حتى اكتماله وأن تدخل الخلايا في طور الانفصال .
بشكل عام، يوجد نوعان من السنتروميرات. ترتبط "السنتروميرات النقطية" ببروتينات محددة تتعرف على تسلسلات DNA معينة بكفاءة عالية. أي قطعة DNA تحمل تسلسل DNA الخاص بالسنترومير النقطي ستشكل عادةً سنتروميرًا إذا وُجدت في النوع المناسب. تُعد السنتروميرات النقطية في خميرة التبرعم، Saccharomyces cerevisiae ، من أكثر السنتروميرات النقطية دراسةً . أما "السنتروميرات الإقليمية" فهو مصطلح يُستخدم لوصف معظم السنتروميرات، والتي تتشكل عادةً على مناطق ذات تسلسل DNA مفضل، ولكنها قد تتشكل على تسلسلات DNA أخرى أيضًا. يبدو أن إشارة تكوين السنترومير الإقليمي هي إشارة فوق جينية . تمتلك معظم الكائنات الحية، بدءًا من خميرة الانشطار Schizosaccharomyces pombe وصولًا إلى الإنسان، سنتروميرات إقليمية.
فيما يتعلق ببنية الكروموسومات أثناء الانقسام المتساوي، تمثل السنتروميرات منطقة ضيقة من الكروموسوم (يُشار إليها غالبًا بالتضييق الأولي) حيث يكون كروماتيدان شقيقان متطابقان على اتصال وثيق. عند دخول الخلايا في الانقسام المتساوي، ترتبط الكروماتيدات الشقيقة (نسختان من كل جزيء DNA كروموسومي ناتجتان عن تضاعف DNA في شكل كروماتين) على طولها بفعل مركب الكوهيسين . يُعتقد الآن أن هذا المركب ينفصل في الغالب عن أذرع الكروموسومات خلال الطور التمهيدي، بحيث أنه بحلول الوقت الذي تصطف فيه الكروموسومات عند المستوى المتوسط للمغزل الانقسامي (المعروف أيضًا بصفيحة الطور الاستوائي)، يكون آخر مكان ترتبط فيه ببعضها البعض هو الكروماتين الموجود في السنترومير وحوله.
موضع
| أنا | مركزية التيلوسنترية | يقع السنترومير بالقرب من القمة، وأذرع p بالكاد مرئية إن كانت مرئية على الإطلاق. |
| ٢ | مركزية الطرف | لا تزال أذرع q أطول بكثير من أذرع p، لكن أذرع p أطول من تلك الموجودة في telocentric. |
| 3 | شبه مركزي | ذراعا p و q متقاربان جدًا في الطول ولكنهما ليسا متساويين. |
| رابعاً | مركزية الميتا | الذراعان p و q متساويان في الطول. |
في البشر، تحدد مواقع السنترومير النمط الكروموسومي ، حيث يمتلك كل كروموسوم ذراعين، p (الأقصر) و q (الأطول). يُقال إن الذراع القصير 'p' سُمّي بهذا الاسم نسبةً إلى الكلمة الفرنسية "petit" التي تعني "صغير". [ 1 ] يُستخدم موقع السنترومير بالنسبة لأي كروموسوم خطي معين لتصنيف الكروموسومات إلى كروموسومات مركزية، وشبه مركزية، وطرفية، ونهائية، وكاملة. [ 2 ] [ 3 ]
| موقع السنترومير | نسبة طول الذراع | لافتة | وصف |
|---|---|---|---|
| الوسطي بالمعنى الدقيق | 1.0 – 1.6 | م | مركزية الميتا |
| المنطقة الوسطى | 1.7 | م | مركزية الميتا |
| تحت الإنسي | 3.0 | سم | شبه مركزي |
| محطة فرعية | 3.1 – 6.9 | شارع | مركزية شبه طرفية |
| المنطقة الطرفية | 7.0 | ت | مركزية الطرف |
| الطرفية بالمعنى الدقيق للكلمة | ∞ | تي | مركزية التيلوسنترية |
| ملحوظات | – | ميتاسنترية : م + م | مركزية غير مركزية : م + م + سم + ست + ت |
مركزية الميتا
تعني كلمة "متمركز" أن السنترومير يقع في منتصف المسافة بين طرفي الكروموسوم، مما يجعل طول ذراعيه متساوياً تقريباً. وعندما يكون السنترومير متمركزاً، تبدو الكروموسومات على شكل حرف "X".
شبه مركزي
يعني مصطلح "شبه مركزي" أن السنترومير يقع أسفل المنتصف، ويكون أحد ذراعي الكروموسوم أقصر من الآخر، مما ينتج عنه غالبًا شكل حرف L.
مركزية الطرف
يقع السنترومير في الكروموسوم الطرفي بحيث يكون أحد ذراعي الكروموسوم أقصر بكثير من الآخر. تشير كلمة "طرفي" في مصطلح "طرفي" إلى الكلمة اليونانية التي تعني "قمة". يحتوي الجينوم البشري على ستة كروموسومات طرفية، بما في ذلك خمسة كروموسومات جسدية ( 13 ، 14 ، 15 ، 21 ، 22 ) والكروموسوم Y.
تحتوي الأذرع القصيرة الطرفية (p-arms) على كمية قليلة من المادة الوراثية، ويمكن أن تنتقل دون ضرر كبير، كما هو الحال في الانتقال الروبرتسوني المتوازن . بالإضافة إلى بعض الجينات المشفرة للبروتينات، تحتوي الأذرع الطرفية البشرية أيضًا على مناطق تنظيم النوية (NORs)، التي يُنسخ منها الحمض النووي الريبوزي (rRNA ). مع ذلك، لا تحتوي نسبة من الأذرع الطرفية في خطوط الخلايا والأنسجة المأخوذة من متبرعين بشريين أصحاء على مناطق تنظيم النوية قابلة للكشف. [ 4 ] يتضمن جينوم الحصان المستأنس كروموسومًا واحدًا متوسطًا (metacentric) متماثلًا مع كروموسومين طرفيين في حصان برزوالسكي ، وهو من نفس النوع ولكنه غير مستأنس . قد يعكس هذا إما تثبيت انتقال روبرتسوني متوازن في الخيول المستأنسة، أو على العكس، تثبيت انشطار كروموسوم واحد متوسط إلى كروموسومين طرفيين في خيول برزوالسكي. يوجد وضع مماثل بين جينومات الإنسان والقردة العليا، مع انخفاض عدد الكروموسومات الطرفية في القردة العليا إلى كروموسوم واحد مركزي في البشر (انظر اختلال الصيغة الصبغية والكروموسوم البشري 2 ).
تُصيب العديد من الأمراض الناجمة عن عمليات الانتقال الكروموسومي غير المتوازنة الكروموسومات الطرفية السنتروميرية أكثر من الكروموسومات الأخرى غير الطرفية السنتروميرية. وتقع الكروموسومات الطرفية السنتروميرية عادةً في النوية وحولها ، ولذلك تميل إلى أن تكون أقل كثافة من الكروموسومات الموجودة في محيط النواة. وبالتالي، فإن المناطق الكروموسومية الأقل كثافة تكون أكثر عرضةً لعمليات الانتقال الكروموسومي في السرطانات.
مركزية التيلوسنترية
تحتوي الكروموسومات الطرفية على السنترومير في أحد طرفيها، ولذلك لا يظهر منها سوى ذراع واحد على المستوى الخلوي (المجهري). وهي غير موجودة في البشر، ولكنها قد تتشكل نتيجة أخطاء كروموسومية خلوية. وتوجد الكروموسومات الطرفية بشكل طبيعي في العديد من الأنواع، مثل فأر المنزل ، حيث تكون جميع كروموسوماته طرفية باستثناء الكروموسوم Y.
مركزية شبه طرفية
تقع السنتروميرات في الكروموسومات شبه الطرفية بين منتصف الكروموسومات ونهايتها، ولكنها تقع بالقرب من نهاية الكروموسومات.
أنواع السنترومير
لا مركزي
الكروموسوم اللامركزي هو جزء من الكروموسوم يفتقر إلى السنترومير. ولأن السنتروميرات هي نقطة ارتباط خيوط المغزل في انقسام الخلية، فإن الأجزاء اللامركزية لا تتوزع بالتساوي على الخلايا البنت أثناء الانقسام. ونتيجة لذلك، ستفتقر إحدى الخلايا البنت إلى الجزء اللامركزي، مما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة.
يمكن أن تؤدي أحداث كسر الكروموسومات أيضًا إلى توليد كروموسومات لا مركزية أو أجزاء لا مركزية.
ثنائي المركز
الكروموسوم ثنائي السنترومير هو كروموسوم غير طبيعي يحتوي على سنتروميرين، وقد يكون غير مستقر أثناء انقسام الخلايا. يتشكل هذا الكروموسوم نتيجةً لانتقال أو اندماج قطعتين من الكروموسوم، لكل منهما سنترومير. تُنتج بعض عمليات إعادة الترتيب كروموسومات ثنائية السنترومير وأجزاءً لا مركزية لا تستطيع الارتباط بالمغزل أثناء الانقسام المتساوي. [ 5 ] يُعزى تكوين الكروموسومات ثنائية السنترومير إلى عمليات وراثية، مثل الانتقال الروبرتسوني [ 6 ] والانقلاب المجاور للسنترومير. [ 7 ] يمكن أن يكون للكروموسومات ثنائية السنترومير مصائر متنوعة، بما في ذلك الاستقرار أثناء الانقسام المتساوي. [ 8 ] في بعض الحالات، ينشأ استقرارها من تعطيل أحد السنتروميرين، مما يُنتج كروموسومًا أحادي السنترومير وظيفيًا قادرًا على الانتقال الطبيعي إلى الخلايا البنت أثناء انقسام الخلية. [ 9 ]
فعلى سبيل المثال، يحتوي الكروموسوم البشري رقم 2 ، الذي يُعتقد أنه ناتج عن انتقال روبرتسوني في مرحلة ما من التطور بين القردة العليا والإنسان ، على سنترومير ثانٍ أثري بالقرب من منتصف ذراعه الطويلة. [ 10 ]
مركزية أحادية
الكروموسوم أحادي السنترومير هو كروموسوم يحتوي على سنترومير واحد فقط ويشكل انقباضًا ضيقًا.
تُعد السنتروميرات أحادية المركز أكثر البنى شيوعاً في الحمض النووي المتكرر للغاية في النباتات والحيوانات. [ 11 ]
مركزية الكون
على عكس الكروموسومات أحادية السنترومير، لا تحتوي الكروموسومات متعددة السنترومير على انقباض أولي واضح عند النظر إليها أثناء الانقسام المتساوي. بدلاً من ذلك، ترتبط ألياف المغزل على طول الكروموسوم بالكامل تقريبًا (من اليونانية: holo-). في الكروموسومات متعددة السنترومير، تنتشر البروتينات السنتروميرية، مثل CENPA (CenH3)، على كامل الكروموسوم. [ 12 ] تُعد الدودة الأسطوانية Caenorhabditis elegans مثالًا معروفًا على الكائنات الحية ذات الكروموسومات متعددة السنترومير، [ 13 ] ولكن يمكن العثور على هذا النوع من السنترومير في أنواع مختلفة من النباتات والحيوانات، عبر حقيقيات النوى. تتكون السنتروميرات متعددة السنترومير في الواقع من وحدات سنتروميرية متعددة موزعة تُشكل بنية خطية على طول الكروموسومات أثناء الانقسام المتساوي. [ 14 ] يتم نشر استراتيجيات بديلة أو غير تقليدية في الانقسام الاختزالي لتحقيق اقتران الكروموسومات المتماثلة وفصلها اللازم لإنتاج الأمشاج أو الأمشاج النباتية القابلة للحياة من أجل التكاثر الجنسي.
توجد أنواع مختلفة من الكروموسومات المركزية الكاملة في أنواع مختلفة، منها ما يحتوي على تسلسلات الحمض النووي المتكررة المركزية ومنها ما لا يحتوي عليها، ومنها ما يحتوي على جين CenH3 ومنها ما لا يحتوي عليه . وقد تطورت هذه الخاصية بشكل مستقل 13 مرة على الأقل في أنواع مختلفة من الطحالب الخضراء، والطلائعيات، واللافقاريات، وفصائل نباتية مختلفة. [ 15 ] وعلى عكس الأنواع أحادية السنترومير، حيث تُفقد عادةً الأجزاء غير المركزية أثناء انقسام الخلية، فإن انكسار الكروموسومات المركزية الكاملة يُنتج أجزاءً ذات مواقع ارتباط طبيعية بألياف المغزل. [ 16 ] ولهذا السبب، تستطيع الكائنات الحية ذات الكروموسومات المركزية الكاملة تطوير تنوع في النمط النووي بسرعة أكبر، مما يُمكّنها من إصلاح الكروموسومات المجزأة من خلال إضافة أغطية التيلومير في مواقع الانكسار. [ 17 ]
متعدد المراكز
تحتوي الكروموسومات متعددة السنتروميرات على عدة تجمعات من الحيز الحركي، أي السنتروميرات. يتداخل هذا المصطلح جزئيًا مع مصطلح "هولوسنتري"، ولكن يُفضّل استخدام مصطلح "متعدد السنتروميرات" عند مناقشة الكروموسومات أحادية السنترومير المعيبة. يوجد بعض الغموض أيضًا، إذ لا يوجد خط فاصل واضح يقسم الانتقال من الحيز الحركي الذي يغطي الكروموسوم بأكمله إلى التجمعات المتميزة. بعبارة أخرى، الفرق بين "الكروموسوم بأكمله هو سنتروم" و"الكروموسوم لا يحتوي على سنتروم" غير واضح، ويختلف الاستخدام. وبغض النظر عن استخدام مصطلح "تعدد السنتروميرات" بشكل أكبر عند الحديث عن العيوب، لا يوجد تفضيل واضح في مواضيع أخرى مثل الأصل التطوري أو توزيع الحيز الحركي وبنيته التفصيلية (كما هو الحال في الوسم أو تحليل تجميع الجينوم ). [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
حتى التجمعات المتميزة بوضوح من بروتينات الكينيتوكور لا تُنتج بالضرورة أكثر من انقباض واحد: تتميز الكروموسومات "متعددة السنترومير" بانقباض واحد مُطوّل للكروموسوم، يربط جزءًا أطول لا يزال أقصر بشكل ملحوظ من الكروماتيدات. [ 22 ] قد تكون الكروموسومات متعددة السنترومير خطوة في ظهور وقمع اندفاع السنترومير، وهو نوع من الاندفاع الميوزي الذي يُخلّ بالتوازن من خلال نمو بروتينات كينيتوكور إضافية في السنتروميرات أحادية السنترومير لاكتساب ميزة أثناء الانقسام الميوزي. [ 23 ]
الكروموسومات البشرية
| كروموسوم | موقع السنترومير ( ميجابايت ) | فئة | حجم الكروموسوم (ميغا بايت) | حجم السنترومير (ميغا بايت) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 125.0 | مركزي | 247.2 | 7.4 |
| 2 | 93.3 | شبه مركزي | 242.8 | 6.3 |
| 3 | 91.0 | مركزي | 199.4 | 6.0 |
| 4 | 50.4 | شبه مركزي | 191.3 | — |
| 5 | 48.4 | شبه مركزي | 180.8 | — |
| 6 | 61.0 | شبه مركزي | 170.9 | — |
| 7 | 59.9 | شبه مركزي | 158.8 | — |
| 8 | 45.6 | شبه مركزي | 146.3 | — |
| 9 | 49.0 | شبه مركزي | 140.4 | — |
| 10 | 40.2 | شبه مركزي | 135.4 | — |
| 11 | 53.7 | شبه مركزي | 134.5 | — |
| 12 | 35.8 | شبه مركزي | 132.3 | — |
| 13 | 17.9 | مركزية الطرف | 114.1 | — |
| 14 | 17.6 | مركزية الطرف | 106.3 | — |
| 15 | 19.0 | مركزية الطرف | 100.3 | — |
| 16 | 36.6 | مركزي | 88.8 | — |
| 17 | 24.0 | شبه مركزي | 78.7 | — |
| 18 | 17.2 | شبه مركزي | 76.1 | — |
| 19 | 26.5 | مركزي | 63.8 | — |
| 20 | 27.5 | مركزي | 62.4 | — |
| 21 | 13.2 | مركزية الطرف | 46.9 | — |
| 22 | 14.7 | مركزية الطرف | 49.5 | — |
| X | 60.6 | شبه مركزي | 154.9 | — |
| Y | 12.5 | مركزية الطرف | 57.7 | — |
استنادًا إلى الخصائص المجهرية للحجم وموقع السنترومير وأحيانًا وجود قمر صناعي كروموسومي ، يتم تصنيف الكروموسومات البشرية إلى المجموعات التالية: [ 24 ]
| مجموعة | الكروموسومات | سمات |
|---|---|---|
| المجموعة أ | الكروموسومات 1-3 | كبيرة، ومتوسطة المركز، وشبه متوسطة المركز |
| المجموعة ب | الكروموسوم 4-5 | كبير، شبه مركزي |
| المجموعة ج | الكروموسومات 6-12، X | متوسطة الحجم، شبه مركزية |
| المجموعة د | الكروموسوم 13-15 | متوسطة الحجم، ذات مركزية طرفية، مع قمر صناعي |
| المجموعة هـ | الكروموسوم 16-18 | صغيرة، ومتوسطة المركز، وشبه متوسطة المركز |
| المجموعة F | الكروموسوم 19-20 | صغير جدًا، مركزي المركز |
| المجموعة G | الكروموسوم 21-22، Y | صغيرة جدًا، ذات مركزية طرفية، مع قمر صناعي |
تسلسل
يوجد نوعان من السنتروميرات. [ 25 ] في السنتروميرات الإقليمية، تُساهم تسلسلات الحمض النووي في الوظيفة، لكنها لا تُحددها. تحتوي السنتروميرات الإقليمية على كميات كبيرة من الحمض النووي، وغالبًا ما تُعبأ في الكروماتين المغاير . في معظم حقيقيات النوى ، يتكون تسلسل الحمض النووي للسنترومير من مصفوفات كبيرة من الحمض النووي المتكرر (مثل الحمض النووي الساتلي )، حيث يكون التسلسل داخل عناصر التكرار الفردية متشابهًا ولكنه ليس متطابقًا. في البشر، تُسمى وحدة التكرار السنتروميرية الأساسية ألفا-ساتلايت (أو ألفويد)، على الرغم من وجود عدد من أنواع التسلسل الأخرى في هذه المنطقة. [ 26 ] يُفترض أن أقمار السنترومير تتطور من خلال عملية تُسمى التوسع الطبقي. تتطور هذه الأقمار بسرعة بين الأنواع، وتُظهر التحليلات في الفئران البرية أن عدد نسخ الأقمار وتنوعها يرتبطان بأصول السكان والأنواع الفرعية. [ 27 ] بالإضافة إلى ذلك، قد تتأثر تسلسلات الأقمار بالتزاوج الداخلي. [ 27 ]
تكون السنتروميرات النقطية أصغر حجمًا وأكثر كثافة. وتُعدّ تسلسلات الحمض النووي ضرورية وكافية لتحديد هوية السنترومير ووظيفته في الكائنات الحية التي تحتوي على سنتروميرات نقطية. في الخمائر المتبرعمة، تكون منطقة السنترومير صغيرة نسبيًا (حوالي 125 زوجًا قاعديًا من الحمض النووي) وتحتوي على تسلسلين من الحمض النووي محفوظين للغاية، يعملان كمواقع ارتباط لبروتينات الكينيتوكور الأساسية . [ 26 ]
الميراث
بما أن تسلسل الحمض النووي للسنترومير ليس المحدد الرئيسي لهوية السنترومير في الحيوانات متعددة الخلايا ، يُعتقد أن الوراثة فوق الجينية تلعب دورًا رئيسيًا في تحديد السنترومير. [ 28 ] ستُجمّع الكروموسومات الوليدة السنتروميرات في نفس موقع الكروموسوم الأبوي، بغض النظر عن التسلسل. وقد اقتُرح أن يكون متغير الهيستون H3، CENP-A (بروتين السنترومير A)، هو العلامة فوق الجينية للسنترومير. [ 29 ] يثور التساؤل عما إذا كان لا بد من وجود طريقة أصلية لتحديد السنترومير، حتى لو تم نقله لاحقًا فوق جينيًا. إذا كان السنترومير يُورَث فوق جينيًا من جيل إلى آخر، فإن المشكلة تعود إلى أصل أولى الحيوانات متعددة الخلايا.
من جهة أخرى، وبفضل مقارنات السنتروميرات في كروموسومات X، لوحظت اختلافات جينية وبنيوية في هذه المناطق. إضافةً إلى ذلك، كشف تجميع حديث للجينوم البشري عن آلية محتملة لتطور البنى المحيطة بالسنترومير والبنى السنتروميرية، من خلال نموذج التوسع الطبقي لتسلسلات αSat. يقترح هذا النموذج ظهور تكرارات مختلفة لتسلسل αSat بشكل دوري وتوسعها داخل ناقل نشط، مُزيحةً التسلسلات القديمة، ومُصبحةً موقعًا لتجميع الحيز الحركي. يمكن أن ينشأ αSat من نفس الناقل أو من نواقل مختلفة. ومع تكرار هذه العملية بمرور الوقت، تتقلص الطبقات المحيطة بالسنترومير النشط وتتدهور. تُثير هذه العملية تساؤلات حول العلاقة بين هذه العملية التطورية الديناميكية وموقع السنترومير. [ 30 ]
بناء
يوجد الحمض النووي المركزي عادةً في حالة كروماتين غير متجانس ، وهو أمر ضروري لاستقطاب مُركّب الكوهيسين الذي يُسهّل تماسك الكروماتيدات الشقيقة بعد تضاعف الحمض النووي، بالإضافة إلى تنسيق انفصالها خلال الطور الانفصالي. في هذا الكروماتين، يُستبدل الهيستون H3 الطبيعي بمتغير خاص بالسنترومير، وهو CENP-A في البشر. [ 31 ] يُعتقد أن وجود CENP-A مهم لتكوين الحيز الحركي على السنترومير. وقد ثبت أن CENP-C يتمركز بشكل شبه حصري في هذه المناطق من الكروماتين المرتبط بـ CENP-A. في الخلايا البشرية، وُجد أن الهيستونات غنية جدًا بـ H4K20me3 و H3K9me3 [ 32 ] ، وهما تعديلان معروفان للكروماتين غير المتجانس. في ذبابة الفاكهة ، تُعد جزر العناصر الرجعية مكونات رئيسية للسنتروميرات. [ 33 ]
في خميرة Schizosaccharomyces pombe (وربما في حقيقيات النوى الأخرى)، يرتبط تكوين الكروماتين المغاير المركزي بتداخل الحمض النووي الريبوزي (RNAi) . [ 34 ] في الديدان الخيطية مثل Caenorhabditis elegans ، وبعض النباتات، ورتب الحشرات Lepidoptera وHemiptera، تكون الكروموسومات "هولوسنترية"، مما يشير إلى عدم وجود موقع أساسي لارتباطات الأنابيب الدقيقة أو انقباض أولي، ويتجمع الكينيتوكور "المنتشر" على طول الكروموسوم بأكمله.
انحرافات السنترومير
في حالات نادرة، قد تتشكل السنتروميرات الجديدة في مواقع جديدة على الكروموسوم نتيجةً لإعادة تموضع السنترومير. هذه الظاهرة معروفة جيدًا من الدراسات السريرية البشرية، ويوجد حاليًا أكثر من 90 سنتروميرًا جديدًا معروفًا على 20 كروموسومًا مختلفًا. [ 35 ] [ 36 ] يجب أن يقترن تشكل السنترومير الجديد بتعطيل السنترومير السابق، لأن الكروموسومات التي تحتوي على سنتروميرين وظيفيين ( كروموسوم ثنائي السنترومير ) ستؤدي إلى انكسار الكروموسوم أثناء الانقسام المتساوي. في بعض الحالات غير العادية، لوحظ تشكل السنتروميرات الجديدة البشرية تلقائيًا على الكروموسومات المجزأة. بعض هذه المواقع الجديدة كانت في الأصل كروماتينية حقيقية وتفتقر تمامًا إلى الحمض النووي ألفا الساتلي . تفتقر السنتروميرات الجديدة إلى البنية المتكررة الموجودة في السنتروميرات الطبيعية، مما يشير إلى أن تشكل السنترومير يتم التحكم فيه بشكل أساسي عن طريق علم التخلق . [ 37 ] [ 38 ] بمرور الوقت، يمكن أن تتراكم العناصر المتكررة في السنترومير الجديد وينضج ليصبح ما يُعرف بالسنترومير الجديد التطوري. توجد عدة أمثلة معروفة في كروموسومات الرئيسيات حيث يختلف موضع السنترومير عن السنترومير البشري في نفس الكروموسوم، ويُعتقد أنها سنتروميرات جديدة تطورية. [ 37 ] وقد اقتُرح أن إعادة تموضع السنترومير وتكوين سنتروميرات جديدة تطورية آلية من آليات التطور النوعي . [ 39 ]
تُعد بروتينات السنترومير أيضًا هدفًا ذاتيًا مستضديًا لبعض الأجسام المضادة للنواة ، مثل الأجسام المضادة للسنترومير .
الخلل والمرض
من المعروف أن خلل تنظيم السنترومير يُسهم في انفصال الكروموسومات بشكل غير صحيح، وهو ما يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالسرطان والإجهاض. والجدير بالذكر أن الإفراط في التعبير عن العديد من جينات السنترومير يرتبط بالأنماط الظاهرية الخبيثة للسرطان. ويمكن أن يؤدي الإفراط في التعبير عن هذه الجينات إلى زيادة عدم استقرار الجينوم في السرطانات. ويرتبط ارتفاع عدم استقرار الجينوم، من جهة، بالأنماط الظاهرية الخبيثة؛ ومن جهة أخرى، يجعل الخلايا السرطانية أكثر عرضة للعلاجات المساعدة المحددة، مثل بعض العلاجات الكيميائية والإشعاعية. [ 40 ] وقد تبين مؤخرًا عدم استقرار الحمض النووي المتكرر في السنترومير في السرطان والشيخوخة. [ 41 ]
إصلاح الحمض النووي المركزي
عندما تحدث كسور في الحمض النووي عند السنتروميرات في المرحلة G1 من دورة الخلية ، تستطيع الخلايا استدعاء آلية إصلاح الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب المتماثل إلى موقع التلف، حتى في غياب الكروماتيد الشقيق . [ 42 ] ويبدو أن إصلاح الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب المتماثل يمكن أن يحدث عند كسور السنترومير طوال دورة الخلية لمنع تنشيط مسارات إصلاح الحمض النووي الطافرة غير الدقيقة والحفاظ على سلامة السنترومير. [ 42 ]
أصل الكلمة ونطقها
تستخدم كلمة centromere ( / ˈ s ɛ n t r ə ˌ m ɪər / [ 43 ] [ 44 ] ) أشكالًا مركبة من centro- و -mere ، مما ينتج عنه "الجزء المركزي"، ويصف موقع السنترومير في مركز الكروموسوم.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "p + q = تم الحل، وهي القصة الحقيقية لكيفية حصول الكروموسوم على اسمه" . 2011-05-03.
- ↑ "ما هي أنواع الكروموسومات المختلفة الموجودة؟" ، دروس نيكولاي في علم الوراثة ، يوتيوب، ١٢ أكتوبر ٢٠١٣، مؤرشف من الأصل في ١١ ديسمبر ٢٠٢١ ، تم الاطلاع عليه في ٢٨ مايو ٢٠١٧
- 1 2 ليفان أ، فريدغا ك، ساندبرغ أ.أ. (ديسمبر 1964). "تسمية موقع السنترومير على الكروموسومات" . الوراثة . 52 (2): 201-220 . doi : 10.1111/j.1601-5223.1964.tb01953.x .
- ↑ فان سلويس م، فان فورين س، مانغان هـ، مكستاي ب (مايو 2020). "مناطق تنظيم النواة (NORs) على أذرع الكروموسومات الطرفية البشرية نشطة افتراضيًا ويمكنها الارتباط بالنويات بشكل مستقل عن الحمض النووي الريبوزي (rDNA)" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 117 (19): 10368-10377 . Bibcode : 2020PNAS..11710368V . doi : 10.1073 /pnas.2001812117 . PMC 7229746. PMID 32332163 .
- ↑ نوسباوم ر، ماكينيس ر، ويلارد هـ، هاموش أ (2007). طومسون وطومسون: علم الوراثة في الطب . فيلادلفيا (بنسلفانيا): سوندرز. ص 72. ISBN 978-1-4160-3080-5.
- ↑ طومسون وطومسون، علم الوراثة في الطب ( الطبعة السابعة). ص 62.
- ↑ هارتويل إل، هود إل، غولدبيرغ إم، رينولدز إيه، لي إس (2011). علم الوراثة من الجينات إلى الجينومات ( الطبعة الرابعة). نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-352526-6.
- ↑ لينش إس إيه، آش كروفت كيه إيه، زولينسكي إس، كلارك سي، بيرن جيه (مارس 1995). "سمات شبيهة بمتلازمة كابوكي لدى توأمين متطابقين من الذكور مصابين بكروموسوم 13 شبه ثنائي المركز" . مجلة علم الوراثة الطبية . 32 (3): 227-230 . doi : 10.1136/jmg.32.3.227 . PMC 1050324. PMID 7783176 .
- ↑ ستيمبسون، كايتلين م.؛ ماثيني، جوستين إي.؛ سوليفان، بيث أ. (2012). "الكروموسومات ثنائية السنترومير: نماذج فريدة لدراسة وظيفة السنترومير وتعطيله" . أبحاث الكروموسومات . 20 (5): 595-605 . doi : 10.1007/s10577-012-9302-3 . PMC 3557915. PMID 22801777 .
- ↑ أفاريلو وآخرون (1992). "دليل على وجود نطاق ألفويد سلفي على الذراع الطويلة للكروموسوم البشري 2". علم الوراثة البشرية . 89 (2): 247-249 . doi : 10.1007/BF00217134 . PMID 1587535. S2CID 1441285 .
- ↑ بارا، ف.، وفاشينيتي، د. (أكتوبر 2018). "الجانب المظلم للسنتروميرات: أنواع وأسباب وعواقب التشوهات البنيوية التي تشمل الحمض النووي السنتروميري" . نيتشر كوميونيكيشنز . 9 (1) 4340. Bibcode : 2018NatCo...9.4340B . doi : 10.1038/s41467-018-06545-y . PMC 6194107. PMID 30337534 .
- ↑ نيومان بي، نافراتيلوفا أ، شرودر رايتر إي، كوبليتشكوفا أ، ستينباوروفا في، تشوتشولوفا إي، وآخرون . (2012). "تمديد القواعد: كروموسومات أحادية المركز ذات مجالات سنترومير متعددة" . بلوس علم الوراثة . 8 (6) هـ1002777. دوى : 10.1371/journal.pgen.1002777 . بمك 3380829 . بميد 22737088 .
- ↑ ديرنبورغ، أ. ف. (يونيو 2001). "هنا، وهناك، وفي كل مكان: وظيفة الكينيتوكور على الكروموسومات الهولوسنترية" . مجلة بيولوجيا الخلية . 153 (6): F33– F38 . doi : 10.1083/jcb.153.6.F33 . PMC 2192025. PMID 11402076 .
- ↑ ماركيز أ، ريبيرو ت، نيومان ب، ماكاس ج، نوفاك ب، شوبرت ف، وآخرون (نوفمبر 2015). "ترتبط السنتروميرات الكاملة في فطر رينكوسبورا بتكرارات خاصة بالسنترومير على مستوى الجينوم تتخلل الكروماتين الحقيقي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 112 (44): 13633-13638 . Bibcode : 2015PNAS..11213633M . doi : 10.1073 / pnas.1512255112 . PMC 4640781. PMID 26489653 .
- ↑ ميلترز دي بي، باليوليس إل في، كورف آي إف، تشان إس دبليو (يوليو 2012). "الكروموسومات ذات السنترومير الواحد: التطور التقاربي، والتكيفات الانقسامية، والتحليل الجينومي" . أبحاث الكروموسومات . 20 (5): 579-593 . doi : 10.1007/s10577-012-9292-1 . PMID 22766638. S2CID 3351527 .
- ↑ هيوز-شرادر إس ؛ ريس إتش (أغسطس 1941). "الارتباط المغزلي المنتشر في الكوكسيدات، تم التحقق منه من خلال السلوك الانقسامي لقطع الكروموسومات المستحثة" . مجلة علم الحيوان التجريبي . 87 (3): 429-456 . Bibcode : 1941JEZ....87..429H . doi : 10.1002/jez.1400870306 . ISSN 0022-104X .
- ↑ جانكوفسكا م، فوكس ج، كلوكي إي، فويتوفا م، بولانسكا ب، فاجكوس ج، وآخرون . (ديسمبر 2015). "السنتروميرات المتحركة بالكامل والتئام التيلوميرات بكفاءة يُمكّنان من التطور السريع للنمط النووي". كروموسوما . 124 ( 4): 519-528 . doi : 10.1007/s00412-015-0524-y . PMID 26062516. S2CID 2530401 .
- ↑ جودوارد، إم بي (أبريل 1954). "السنترومير 'المنتشر' أو الكروموسومات متعددة السنترومير في سبيروجيرا". حوليات علم النبات . 18 (2): 143-144 . doi : 10.1093/oxfordjournals.aob.a083387 .
- ↑ كو، واي تي؛ كامارا، إيه إس؛ شوبرت، في (13 يونيو 2023). "يمكن أن تتكون السنتروميرات الكاملة من بضع مجموعات فرعية بحجم ميغابايت واحد فقط" . نيتشر كوميونيكيشنز . 14 (1) 3502. Bibcode : 2023NatCo..14.3502K . doi : 10.1038/s41467-023-38922-7 . PMC 10264360. PMID 37311740 .
- ↑ سيناراتني، أروني ب.؛ كورتيس-سيلفا، نوريا؛ دريننبرغ، إينيس أ. (يوليو 2022). "تطور الكروموسومات الهولوسنترية: المحركات والتنوع والعوامل المثبطة" . ندوات في بيولوجيا الخلية والتطور . 127 : 90-99 . doi : 10.1016/j.semcdb.2022.01.003 .
- ↑ ما ب، وانغ هـ، ليو ج، تشين ل، شيا ش، وي و، يانغ ز، يوان ج، لوه ي، هي ن. (31 مايو 2023). "الجينوم الخالي من الفجوات في التوت يوضح بنية وتطور الكروموسومات متعددة السنترومير" . بحوث البستنة . 10 (7) uhad111. doi : 10.1093/hr/ uhad111 . PMC 10541557. PMID 37786730 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ إيشي، ميدوري؛ أكيوشي، بونغو (فبراير 2022). "مرونة تنظيم السنترومير وتكوين الحيز الحركي: دروس من التنوع" . الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية . 74 (نواة الخلية 2022): 47-54 . doi : 10.1016/j.ceb.2021.12.007 . hdl : 20.500.11820/4aab4486-f439-4d7e-863a- b08e0da52a6b . PMC 9089191. PMID 35108654 .
- ↑ زيديك، فرانتيسك؛ بوريس، بيتر (ديسمبر 2016). "غياب الانتقاء الإيجابي على جين CenH3 في نبات لوزولا يشير إلى أن الكروموسومات ذات الحركة الكاملة قد تثبط اندفاع السنترومير" . حوليات علم النبات . 118 (7): 1347-1352 . doi : 10.1093/aob/mcw186 . PMC 5155603. PMID 27616209. تاريخ الاسترجاع: 11 سبتمبر 2024 .
- ↑ إروينسياه، ر.، رياندي، ونورجهاني، م. (2017). "أهمية أنشطة تحليل الكروموسومات البشرية في ضوء مفهوم الطفرة في مقرر علم الوراثة. سلسلة مؤتمرات IOP" . علوم وهندسة المواد . doi : 10.1088/1757-899x/180/1/012285 . S2CID 90739754 .
{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط ) - ↑ بلوتا إيه إف، ماكاي إيه إم، أينشتاين إيه إم، غولدبيرغ آي جي، إيرنشو دبليو سي (ديسمبر 1995). "السنترومير: محور الأنشطة الكروموسومية". مجلة ساينس . 270 (5242): 1591-1594 . رمز Bibcode : 1995Sci...270.1591P . doi : 10.1126/science.270.5242.1591 . PMID 7502067. S2CID 44632550 .
- 1 2 ميهتا جي دي، أغاروال إم بي، غوش إس كيه (أغسطس 2010). " هوية السنترومير: تحدٍّ يجب مواجهته". علم الوراثة الجزيئية وعلم الجينوم . 284 (2): 75-94 . doi : 10.1007/s00438-010-0553-4 . PMID 20585957. S2CID 24881938 .
- 1 2 أرورا يو بي، شارلبوا سي ، لاوال آر إيه، دومونت بي إل (أبريل 2021). "تنوع السكان والأنواع الفرعية في الأقمار الصناعية للسنترومير في الفئران" . بي إم سي جينوميكس . 22 (1) 279. doi : 10.1186/s12864-021-07591-5 . PMC 8052823. PMID 33865332 .
- ↑ دلال ي (فبراير 2009). "التحديد اللاجيني للسنتروميرات". الكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 87 (1): 273-282 . Bibcode : 2009BCB....87..135D . doi : 10.1139/O08-135 . PMID 19234541 .
- ↑ برنارد ر، سانشيز ب، لوسادا أ (نوفمبر 2009). "التحديد اللاجيني للسنتروميرات بواسطة CENP-A". بحوث الخلية التجريبية . 315 (19): 3233-3241 . doi : 10.1016/j.yexcr.2009.07.023 . PMID 19660450 .
- ^ التيموس، نيكولاس. لوجسدون، جلينيس أ؛ بزيكادزه، أندريه ف؛ سيدواني، براجيا؛ لانجلي، ساشا أ؛ كالداس، جينا V؛ هويت، سافانا J.؛ أورالسكي، ليف؛ ريابوف، فيدور د.؛ شو، كولن ج. سوريا ، مايكل إي جي ؛ بورشرز، ماثيو؛ غيرشمان، أرييل؛ ميخينكو، علاء؛ شيبيليف ، فاليري أ. (أبريل 2022). "خرائط جينومية وجينية كاملة للسينتروميرات البشرية" . علوم . 376 (6588) إيبل4178. دوى : 10.1126/science.abl4178 . ISSN 0036-8075 . بمك 9233505 . بميد 35357911 .
- ↑ تشويه إيه سي، وونغ إل إتش، وونغ إن، تشو كيه إتش (يناير 2005). "التوزيع المتغير والهرمي لحجم تجمعات CENP-A الغنية بعناصر L1 الرجعية داخل السنترومير الجديد الوظيفي في الإنسان" . علم الوراثة الجزيئية البشرية . 14 (1): 85-93 . doi : 10.1093/hmg/ddi008 . PMID 15537667 .
- ↑ روزنفيلد، جيه. إيه.، وانغ، زد.، شونيس، دي. إي.، تشاو، ك.، دي سال، آر.، تشانغ، إم. كيو. (مارس 2009). " تحديد تعديلات الهيستون المُثرية في الأجزاء غير الجينية من الجينوم البشري" . بي إم سي جينوميكس . 10 143. doi : 10.1186/1471-2164-10-143 . PMC 2667539. PMID 19335899 .
- ↑ تشانغ سي إتش، تشافان إيه، بالادينو جيه، وي إكس، مارتينز إن إم، سانتينيلو بي، وآخرون . (مايو 2019). "جزر العناصر الرجعية هي مكونات رئيسية في السنتروميرات في ذبابة الفاكهة" . مجلة PLOS Biology . 17 (5) e3000241. doi : 10.1371/journal.pbio.3000241 . PMC 6516634. PMID 31086362 .
- ↑ فولبي، تي. أ.، كيدنر، سي.، هول، آي. إم.، تينغ، جي.، غريوال، إس. آي.، مارتينسن، آر. إيه. (سبتمبر 2002). "تنظيم إسكات الكروماتين المغاير ومثيلة الليسين-9 للهيستون H3 بواسطة التداخل الرناوي" . مجلة ساينس . 297 (5588): 1833-1837 . رمز Bibcode : 2002Sci...297.1833V . doi : 10.1126/science.1074973 . PMID 12193640. S2CID 2613813 .
- ↑ مارشال أو جيه، تشويه إيه سي، وونغ إل إتش، تشو كيه إتش (فبراير 2008). "السنتروميرات الجديدة: رؤى جديدة حول بنية السنترومير، وتطور الأمراض، وتطور النمط النووي" . المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية . 82 (2): 261-282 . doi : 10.1016/j.ajhg.2007.11.009 . PMC 2427194. PMID 18252209 .
- ↑ واربورتون ، بي. إي. (2004). "ديناميكيات الكروموسومات لتكوين السنترومير الجديد لدى الإنسان". أبحاث الكروموسومات . 12 (6): 617-626 . doi : 10.1023/B:CHRO.0000036585.44138.4b . PMID 15289667. S2CID 29472338 .
- 1 2 روكي م، أرشيدياكونو ن، شيمب و، كابوزي أ، ستانيون ر (يناير 2012). "إعادة تموضع السنترومير في الثدييات" . الوراثة . 108 ( 1): 59-67 . Bibcode : 2012Hered.108...59R . doi : 10.1038/hdy.2011.101 . PMC 3238114. PMID 22045381 .
- ↑ تولوميو د، كابوزي أو، ستانيون آر آر، أرشيدياكونو إن، داداببو بي، كاتاتشيو سي آر، وآخرون . (فبراير 2017). "الأصل اللاجيني للرواية التطورية المركزية" . التقارير العلمية . 7 (1) 41980. بيب كود : 2017NatSR...741980T . دوى : 10.1038/srep41980 . بمك 5290474 . بميد 28155877 .
- ↑ براون، جيه دي، وأونيل، آر جيه (سبتمبر 2010). "الكروموسومات، والصراع، وعلم التخلق: إعادة النظر في التنوع الكروموسومي". المراجعة السنوية لعلم الجينوم وعلم الوراثة البشرية . 11 (1): 291-316 . doi : 10.1146/annurev-genom-082509-141554 . PMID 20438362 .
- ↑ تشانغ و، ماو جيه إتش، تشو و، جاين إيه كيه، ليو كيه، براون جيه بي، كاربن جي إتش (أغسطس 2016). "التعبير غير الطبيعي لجينات السنترومير والكينيتوكور يتنبأ ببقاء مرضى السرطان واستجابتهم للعلاج الإشعاعي والكيميائي" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 12619. Bibcode : 2016NatCo...712619Z . doi : 10.1038/ncomms12619 . PMC 5013662. PMID 27577169 .
- ↑ جيونتا إس، فونابيكي إتش (فبراير 2017). "حماية سلامة تكرارات الحمض النووي للسنترومير البشري بواسطة CENP-A وCENP-C وCENP-T" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 114 (8): 1928-1933 . Bibcode : 2017PNAS..114.1928G . doi : 10.1073 / pnas.1615133114 . PMC 5338446. PMID 28167779 .
- 1 2 يلماز د، فورست أ، ميبورن ك، ليزاجا أ، وين ي، ألتمير م، رينا-سان-مارتن ب، سوتوغلو إ (ديسمبر 2021). "تنشيط إعادة التركيب المتماثل في G1 يحافظ على سلامة السنترومير". نيتشر . 600 ( 7890): 748-753 . Bibcode : 2021Natur.600..748Y . doi : 10.1038/s41586-021-04200-z . PMID 34853474. S2CID 244800481 .
- ↑ "سنترومير" . قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC 1032680871 .
- ↑ "سنترومير" . قاموس Dictionary.com غير المختصر (عبر الإنترنت). nd
للمزيد من القراءة
- ميهتا جي دي، أغاروال إم بي، غوش إس كيه (أغسطس 2010). " هوية السنترومير: تحدٍّ يجب مواجهته". علم الوراثة الجزيئية وعلم الجينوم . 284 (2): 75-94 . doi : 10.1007/s00438-010-0553-4 . PMID 20585957. S2CID 24881938 .
- لوديش إتش، بيرك إيه، كايزر سي إيه، كايزر سي، كريجر إم، سكوت إم بي، بريتشر إيه، بلوغ إتش، ماتسودايرا (2008). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة السادسة ). نيويورك: دبليو إتش فريمان. ISBN 978-0-7167-7601-7.
- Nagaki K، Cheng Z، Ouyang S، Talbert PB، Kim M، Jones KM، et al. (فبراير 2004). "تسلسل سنترومير الأرز يكشف عن الجينات النشطة" . علم الوراثة الطبيعة . 36 (2): 138-145 . دوى : 10.1038 / ng1289 . بميد 14716315 .
روابط خارجية
- "سنترومير الأرز، وهو نطاق جيني يُفترض أنه هادئ، يُثير الدهشة" . ساينس ديلي (بيان صحفي). 13 يناير 2004.
- الكروموسومات
- تضاعف الحمض النووي