تلومرها و سانترومرها

تلومرها و سانترومرها ساختارهای تخصصی DNA-پروتئین هستند که به کروموزوم‌های یوکاریوتی خطی اجازه می‌دهند تا به طور کامل کپی شده و به دقت تفکیک شوند. تلومرها انتهای کروموزوم‌ها را می‌پوشانند و محافظت می‌کنند و مشکل تکثیر آن‌ها را حل می‌کنند، در حالی که سانترومرها اتصال کروموزوم‌ها به دوک تقسیم را در طول تقسیم سازماندهی می‌کنند.

Definition

تلومرها ساختارهای نوکلئوپروتئینی تکراری هستند که انتهای کروموزوم‌های خطی را می‌پوشانند و توسط آنزیم تلومراز نگهداری می‌شوند، در حالی که سانترومرها نواحی کروموزومی تخصصی هستند که کینتوکور را مونتاژ می‌کنند و میکروتوبول‌های دوک در طول تقسیم سلولی به آن متصل می‌شوند.

Scope

این مدخل ساختار و عملکرد تلومرها (مشکل تکثیر انتهایی، توالی‌های تکراری تلومری، و آنزیم تلومراز) و سانترومرها (نواحی کروموزومی که کینتوکورها را برای اتصال به دوک می‌سازند) را پوشش می‌دهد. این یک موضوع مرجع در زیست‌شناسی کروموزوم است و راهنمایی بالینی ارائه نمی‌دهد.

Key concepts

• تلومر (کلاهک انتهایی کروموزوم)
• مشکل تکثیر انتهایی
• تلومراز و الگوی RNA آن
• توالی‌های تکراری تلومری
• سانترومر
• کینتوکور و اتصال دوک
• تفکیک کروموزوم

Mechanisms

از آنجا که DNA پلیمرازهای معمولی نمی‌توانند انتهای کروموزوم‌های خطی را به طور کامل تکثیر کنند (مشکل تکثیر انتهایی)، انتهای کروموزوم‌ها با هر تقسیم کوتاه‌تر می‌شوند. تلومرها، که از توالی‌های تکراری پشت سر هم متصل به پروتئین‌های محافظ تشکیل شده‌اند، این از دست دادن را جبران می‌کنند، و آنزیم تلومراز، یک ترانس‌کریپتاز معکوس که الگوی RNA خود را حمل می‌کند، می‌تواند تکرارهای تلومری را گسترش دهد. گرایدر و بلکبرن این فعالیت ترانسفراز انتهایی تلومر را شناسایی کردند، و جزء RNA تلومراز انسانی بعدها مشخص شد. سانترومرها نواحی کروموزومی هستند که در بسیاری از موجودات زنده توسط یک وضعیت کروماتینی تخصصی تعریف می‌شوند و کینتوکور بر روی آن‌ها مونتاژ می‌شود؛ کینتوکور ماشین پروتئینی است که هر کروموزوم را به میکروتوبول‌های دوک متصل می‌کند تا کروماتیدهای خواهری به قطب‌های مخالف کشیده شوند و تفکیک دقیق را تضمین کند. تلومرها و سانترومرها با هم، تکثیر کامل و وراثت وفادار کروموزوم‌های خطی را ممکن می‌سازند.

Clinical relevance

حفظ تلومر با ظرفیت تکثیری سلولی و پایداری ژنوم مرتبط است، و عملکرد سانترومر برای تفکیک صحیح کروموزوم‌ها ضروری است؛ هر دو موضوعات تکراری در زیست‌شناسی سرطان و تحقیقات پیری هستند. این مدخل این ساختارها را برای مرجع توصیف می‌کند و مبنایی برای تصمیمات بالینی فردی نیست.

History

رفتار انتهای کروموزوم و مشکل تکثیر انتهایی در اوایل دهه 1970 شناخته شد. در سال 1985 گرایدر و بلکبرن تلومراز را به عنوان فعالیتی که تکرارهای تلومری را اضافه می‌کند، شناسایی کردند و جزء RNA تلومراز انسانی در سال 1995 مشخص شد. کار بر روی سانترومرها، بر اساس سیتوژنتیک کلاسیک، کینتوکور را به عنوان رابط حفظ شده بین کروموزوم‌ها و دوک تعریف کرد.

Key figures

• Elizabeth Blackburn
• Carol Greider
• Jack Szostak
• Iain Cheeseman

Seminal works

• greider-blackburn-1985
• feng-1995
• cheeseman-2014

Frequently asked questions

مشکل تکثیر انتهایی چیست؟

تکثیر استاندارد DNA نمی‌تواند انتهای انتهایی یک کروموزوم خطی را کپی کند، بنابراین انتها با هر تقسیم به تدریج کوتاه‌تر می‌شوند. تلومرها و آنزیم تلومراز با هم این از دست دادن را جبران می‌کنند.

تلومرها چه تفاوتی با سانترومرها دارند؟

تلومرها در نوک کروموزوم‌ها قرار دارند و از انتها محافظت و نگهداری می‌کنند، در حالی که سانترومر یک ناحیه داخلی است که کینتوکور را برای اتصال به دوک می‌سازد تا کروموزوم‌ها در طول تقسیم به درستی جدا شوند.