Sentromerlerdeki Kromatin, Histon Varyantlarının Özel Yapıları Nasıl Yaratabildiğini Açıklıyor

Histon varyantlarını taşıyan nükleozomlar ayırt edici bir karaktere sahiptir ve kromatinde alışılmadık derecede uzun ömürlü işaretler üretebildikleri düşünülmektedir. Önemli bir örnek, sentromerdeki özel kromatin yapısının oluşumu ve kalıtımında, her bir kromozomun mitotik iğe bağlanma için gerekli olan bölgesinde ve bir hücre her bölündüğünde genomun kopyalanmış kopyalarının yavru hücrelere düzenli olarak ayrılmasında görülür. İnsanlar da dahil olmak üzere birçok karmaşık organizmada, her bir sentromer, sentromer aracılı iğ miline bağlanma ve DNA'nın hareketi yalnızca mitoz sırasında meydana gelmesine rağmen, interfaz boyunca devam eden özel bir sentromerik kromatin uzantısına gömülüdür. Bu kromatin, CENP-A (Sentromere Protein-A; ) olarak bilinen bir sentromere özgü varyant H3 histonunun yanı sıra nükleozomları özellikle yoğun düzenlemelere paketleyen ve mitotik iğin bağlanması için gerekli özel yapı olan kinetochore'u oluşturan ek proteinler içerir. .

İnsan sentromer oluşumunun plastisitesinin kanıtı.

Yaklaşık 125 nükleotid çiftinden oluşan spesifik bir DNA dizisi, maya S. cerevisiae'de bir sentromer olarak hizmet etmek için yeterlidir. Küçük boyutuna rağmen, bu DNA dizisinde bir düzineden fazla farklı protein bir araya gelir; proteinler, diğer üç çekirdek histonla birlikte bir sentromere özgü nükleozom oluşturan CENP-A histon H3 varyantını içerir. Maya sentromerindeki ek proteinler, bu nükleozomu maya mitotik iğsinden tek bir mikrotübüle bağlar.

Daha karmaşık organizmalardaki sentromerler, tomurcuklanan mayalardakinden önemli ölçüde daha büyüktür. Örneğin, sinek ve insan sentromerleri yüz binlerce nükleotid çiftinin üzerine uzanır ve CENP-A içermelerine rağmen, sentromere özgü bir DNA dizisi içermiyor gibi görünmektedir. Bu sentromerler, büyük ölçüde, insanlarda alfa uydu DNA'sı olarak bilinen kısa, tekrarlanan DNA dizilerinden oluşur. Ancak aynı tekrar dizileri, kromozomlar üzerindeki diğer (merkez dışı) konumlarda da bulunur; bu, sentromer oluşumunu yönlendirmek için yeterli olmadıklarını gösterir. En çarpıcı şekilde, bazı olağandışı durumlarda, parçalanmış kromozomlar üzerinde spontane olarak yeni insan sentromerlerinin (neocentromeres olarak adlandırılır) oluştuğu gözlemlenmiştir. Bu yeni konumlardan bazıları başlangıçta ökromatikti ve alfa uydu DNA'sından tamamen yoksundu. Karmaşık organizmalardaki sentromerlerin, belirli bir DNA dizisinden ziyade bir proteinler topluluğu tarafından tanımlandığı görülüyor.

Bazı sentromerlerin inaktivasyonu ve diğerlerinin de novo oluşumu, evrimde önemli bir rol oynamış gibi görünüyor. Farklı türler, oldukça yakın akraba olduklarında bile, genellikle farklı sayıda kromozoma sahiptirler;  Bu süreçte, ayrıntılı genom karşılaştırmaları, birçok durumda kromozom sayılarındaki değişikliklerin, kromozom kırılma-ve-birleşme olayları yoluyla ortaya çıktığını ve bazılarının başlangıçta anormal sayıda sentromer içermesi gereken yeni kromozomlar oluşturduğunu göstermektedir. , ya da hiç. Yine de kararlı kalıtım, her bir kromozomun bazılarının bir sentromer içermesini ve yalnızca bir tane olmasını gerektirir. Görünüşe göre, yeniden düzenlenmiş kromozom setlerinin kararlı bir şekilde korunmasına izin vermek için fazla sentromerler etkisiz hale getirilmiş ve/veya yeni sentromerler yaratılmış olmalıdır.