Centromer to sekwencja DNA, która łączy chromatydy siostrzane. Jest to również miejsce, w którym po replikacji chromosomu konstruowane są kinetochory, kompleksy białkowe, do których przyłączają się mikrotubule wrzecionowate. Kinetochory umożliwiają mikrotubulom wrzeciona przemieszczanie chromosomów w komórce podczas podziału komórki.

Telomery składają się z niekodujących powtarzających się sekwencji nukleotydowych na ich końcach. Sekwencje te są zazwyczaj podobne u różnych gatunków. Zwykle składają się z powtarzających się jednostek adeniny lub tyminy, po których następuje wiele nukleotydów guaniny. Telomery chronią i stabilizują końce chromosomów. Gdyby chromosom pękł, zacząłby ulegać degradacji na nowo powstałym końcu, który nie ma telomeru.

Początki replikacji i ARS-ów

Chromosomy eukariotyczne muszą mieć również liczne początki replikacji, które są sekwencjami nukleotydów, które określają, gdzie zaczyna się replikacja DNA. Chociaż dokładna liczba początków replikacji w ludzkim genomie nie została jeszcze określona ilościowo, potrzeba co najmniej 30 000, aby replikacja nastąpiła w odpowiednim czasie. Na przykład, gdyby ludzkie chromosomy zawierały tylko jeden taki pochodzeń, replikacja pojedynczego chromosomu zajęłaby ponad miesiąc.

Chociaż znaczenie początków replikacji zostało już ustalone, zdefiniowanie tych sekwencji okazało się trudne. Jednak niektóre eksperymenty z drożdżami zidentyfikowały kilku kandydatów. Kiedy pewne sekwencje chromosomów są dodawane do komórki drożdży jako zewnątrzkomórkowa, kolista cząsteczka DNA, replikują się autonomicznie. Stąd wzięła się nazwa tych sekwencji – autonomicznie replikujące się sekwencje (ARS). Niektóre ARS prawdopodobnie odpowiadają początkom replikacji, które funkcjonują w genomie drożdży. Jednak niektóre z nich nie są zlokalizowane wzdłuż odcinka DNA, który jest silnie związany z inicjacją replikacji.

U ssaków, takich jak ludzie i inne bardziej złożone eukarionty, pochodzenie sekwencji replikacyjnych jest słabo określone. Dzieje się tak, ponieważ są one prawdopodobnie definiowane przez kombinację sekwencji nukleotydów, powiązanych białek i struktury chromatyny.

Transcript

Kompleks DNA-histon zawarty w jądrze nazywany jest chromatyną i kondensuje się, tworząc chromosomy, które składają się z pojedynczej chromatydy lub chromatyd siostrzanych – w zależności od etapu cyklu komórkowego.

Funkcjonalny chromosom eukariotyczny musi mieć centromer, sekwencję DNA, która łączy siostrzane chromatydy.

Centromer jest również miejscem, w którym kinetochory są konstruowane po replikacji chromosomu. Te kompleksy białkowe umożliwiają mikrotubulom wrzeciona przemieszczanie chromosomów podczas podziału komórki.

W zależności od lokalizacji centromeru, chromosomy mogą występować w czterech głównych konfiguracjach.

W konfiguracji metacentrycznej centromer jest wyśrodkowany, co daje ramiona o podobnej długości.

Natomiast w konfiguracji submetacentrycznej centromer jest poza środkiem, co skutkuje ramionami o różnej długości.

W konfiguracji telocentrycznej centromer znajduje się na samym końcu chromosomu, co skutkuje długimi, pojedynczymi ramionami.

W chromosomach akrocentrycznych centromer znajduje się w pobliżu końca, co sprawia wrażenie “łodygi” i “cebulki”.

Te różne konfiguracje występują naturalnie, co czyni je przydatnymi w identyfikacji określonych chromosomów. Na przykład ludzki chromosom Y jest akrocentryczny.

Każda chromatyda musi mieć również telomery, które składają się z niekodujących powtarzających się sekwencji nukleotydowych na swoich końcach.

Telomery chronią i stabilizują końce chromosomów. Jeśli chromosom pęknie, zacznie się rozkładać na nowo utworzonym końcu, który nie ma telomeru.

Wreszcie, chromosom musi mieć wiele początków replikacji, sekwencji nukleotydów, które określają, gdzie zaczyna się replikacja DNA.

Ludzkie chromosomy zawierają około 30 000 początków replikacji w celu przyspieszenia procesu replikacji. Gdyby ludzki chromosom zawierał tylko jeden początek replikacji, replikacja pojedynczego chromosomu zajęłaby ponad miesiąc.

Kiedy każdy chromosom replikuje się, zaczynając od wielu początków replikacji, powstałe chromatydy siostrzane są utrzymywane razem w centromerze z telomerami na ich końcach.

Tuż przed podziałem komórki chromosomy są w stanie najbardziej skondensowanym. Z tego powodu obserwacje chromosomów są często wykonywane na tym etapie cyklu komórkowego.