SENTROMER: KONSEP, KARAKTERISTIK, POSISI, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The sentromer adalah struktur kromosom mendasar yang terus bersama-sama kromatid kakak selama pembelahan sel. Selain itu, ini adalah tempat di mana mikrotubulus dari spindel bergabung untuk memisahkan kromosom di ujung pembelahan sel.

Sentromer pertama kali dijelaskan pada tahun 1882 oleh dokter dan peneliti Walther Flemming (1843-1905), ketika dia melakukan karakterisasi rinci dari pembelahan sel.

Struktur dasar kromosom, dengan sentromer di tengahnya. Sumber: lifeder.com

Sentromer juga dikenal sebagai "daerah adhesi" atau "kinetokor". Namun, sekarang diketahui bahwa ini adalah tempat pengikatan kompleks DNA dan protein yang membentuk kinetokor.

Konsep

Fungsi sentromer pada semua makhluk hidup adalah sama, tetapi setiap spesies menunjukkan karakteristik yang unik, dan mungkin terdapat perbedaan interspesifik dalam hal struktur, ukuran, dan kompleksitas.

Representasi grafis dari sentromer manusia (Sumber: Silvia3 via Wikimedia Commons) DNA yang merupakan bagian dari sentromer mengalami modifikasi konstan (berevolusi), yang menyiratkan bahwa perbedaan signifikan ditemukan di antara spesies, bahkan ketika ini secara evolusioner sangat dekat.

Bagi para ilmuwan, mempelajari sentromer bukanlah tugas yang mudah, karena pada tumbuhan dan hewan "struktur" atau "wilayah" ini terkandung dalam bagian-bagian dari genom mirip satelit (sangat berulang), sehingga sulit untuk memetakan menggunakan teknik pengurutan konvensional.

Mutasi di daerah sentromerik memiliki implikasi fisiologis yang serius pada manusia. Kelainan dalam struktur dan fungsinya mematikan atau berhubungan dengan penyakit bawaan dan didapat, dengan kanker, infertilitas, dan kelainan kelahiran.

Karakteristik sentromer

Sentromer adalah bagian dari kromosom yang mengandung daerah DNA yang sangat repetitif dalam bentuk heterokromatin. Daerah ini dikhususkan untuk perlekatan dan pemisahan kromatid saudara selama pembelahan sel.

Umumnya, sentromer mengandung urutan DNA tertua, disusun secara berurutan dan dekat dengan perbatasan antara heterokromatin dan eukromatin, yaitu, sentromer adalah daerah yang sangat heterokromatik.

Urutan sentromerik secara teratur diklasifikasikan menjadi dua jenis: DNA satelit dan elemen transposabel. Kedua jenis sekuens tersebut mewakili sebagian besar DNA yang terkandung dalam sentromer.

Organisasi DNA di daerah sentromerik spesies yang berbeda (Sumber: Gouttegd via Wikimedia Commons) Saat ini, sentromer dianggap sebagai struktur kompleks yang terdiri dari DNA genom, yang mengalami proses epigenetik yang berbeda.

Karena sentromer adalah bagian kromatin dari kromosom, mereka dibentuk oleh protein kompleks DNA dan histon yang mendukung "kemasan" mereka.

Nukleosom dari daerah sentromerik, bagaimanapun, tidak memiliki protein histon H3; alih-alih mereka memiliki varian yang diidentifikasi oleh mereka yang ahli di bidangnya, yang spesifik sentromer.

Protein mirip histon ini sangat bervariasi antara spesies yang berbeda. Pada mamalia ini dikenal sebagai CENP-A, pada artropoda disebut CID dan pada jamur dan ragi disebut Cse4.

Berkat perbedaan spesifik protein CENH3 dalam sentromer, karakteristik dan propertinya digunakan untuk identifikasi spesies, terutama daerah sentromerik di kromosom.

Posisi

Lokasi sentromer pada kromosom divisualisasikan dalam kariotipe sebagai "penyempitan", yang umumnya disebut "penyempitan primer".

Pada beberapa organisme, sentromer tidak ditemukan di satu daerah, tetapi agak "menyebar", sehingga serat dari gelendong dapat bergabung di sepanjang seluruh kromosom. Kromosom ini dikenal sebagai sentromer difus.

Diagram kromosom sentromer holosentris atau difus dan kromosom metasentrik lain (juga dikenal sebagai "monosentris", karena hanya memiliki satu sentromer) (Sumber: Mandrioli & Manicardi via Wikimedia Commons) Posisi sentromer menunjukkan bentuk yang akan diambil kromosom tersebut selama pembagian inti. Jika sentromer berada di titik tengah kromosom, ia akan berbentuk “V” karena dipisahkan ke arah kutub berlawanan dari sel yang membelah.

Sebaliknya, jika sentromer berada di dekat salah satu ujung kromosom, saat dipisahkan dari kromatid saudaranya, akan memiliki bentuk “J” selama segregasi. Demikian juga, jika sentromer terletak di ujung kromosom, pemisahan tersebut akan membuatnya tampak seperti "batang kaku".

Penting untuk disebutkan bahwa posisi sentromer pada kromosom menunjukkan hubungan antara panjang kedua lengannya (pendek atau "p" dan panjang atau "q"). Hubungan ini cukup spesifik untuk setiap jenis kromosom.

Menurut posisi sentromer, dikenali tiga jenis kromosom:

Jenis kromosom dan lokasi sentromer. A: lengan pendek (p). B: sentromer. C. Lengan panjang (q). D: kromatid saudara. I-Telosentris: sentromer berada di dekat bagian atas. Lengan p agak terlihat. II-Akrosentrik: lengan q lebih panjang dari lengan p, tetapi lebih panjang dari pada telosentrik. III-Submetasentrik: lengan p dan q memiliki panjang yang sama tetapi tidak sama. IV-Metasentrik: lengan q dan p sama panjangnya. Fockey003

Kromosom telosentris

Kromosom ini memiliki sentromer di ujung salah satu dari dua "lengan" kromatin. Mereka adalah mereka yang bergerak dalam bentuk batang kaku selama segregasi menuju kutub dalam pembelahan sel.

Kromosom akrosentrik

Dalam jenis kromosom ini, sentromer terbukti bergeser lebih ke salah satu ujung daripada ke ujung lainnya. Ketika sel membelah dan kromosom terpisah, kromosom akrosentrik adalah yang mendapatkan bentuk "J".

Kromosom metasentrik

Kromosom metasentrik memiliki sentromer yang terletak di seluruh pusat kromosom, memisahkan dua lengan dengan panjang yang sama. Karena lokasi sentromernya, kromosom metasentrik disekresi dalam bentuk V selama anafase pembelahan sel.

Fungsi

Sentromer adalah alat universal untuk sekresi efektif kromosom di semua organisme eukariotik. Mereka adalah tempat perlekatan bagi mikrotubulus untuk mengerahkan kekuatan mekanis yang tepat untuk memisahkan kromosom atau kromatid selama meiosis atau mitosis.

Fungsi spesifik sentromer adalah adhesi dan pemisahan kromatid saudara, fiksasi mikrotubulus, pergerakan kromosom selama segregasi menuju sel anak, pembentukan heterokromatin dan, sebagai tambahan, mereka mewakili titik kontrol dari mitosis.

Pada mamalia, protein mirip CENP ditemukan dalam heterokromatin sentromer. Ini bisa dari tiga jenis CENP-A, CENP-B dan CENP-C, semuanya berpartisipasi dalam perakitan kinetokor.

Ketiadaan protein CENP-C dapat menyebabkan kesalahan serius dalam segregasi kromosom, karena ini adalah protein yang memiliki sifat pengikatan DNA dan "asosiasi diri" dan secara langsung terkait dengan segregasi kromosom. kromosom dan kerusakan kinetokor.

Saat ini diketahui bahwa beberapa daerah sentromer aktif secara transkripsi. Ini menyandikan untuk RNA interferensi kecil, yang berpartisipasi dalam pembungkaman transkripsi dari beberapa wilayah genom.

Transkrip RNA pita ganda kecil dari daerah perikentromerik ini penting untuk perakitan heterokromatin dan merupakan daerah transkripsi untuk mengatur langkah-langkah sebelum pembelahan sel.

Referensi

1. Choo, KA (1997). Sentromer (Vol. 320). Oxford: Oxford University Press.
2. Fincham, JRS (2001). Sentromer.
3. Fukagawa, T., & Earnshaw, WC (2014). Sentromer: fondasi kromatin untuk mesin kinetokor. Sel perkembangan, 30 (5), 496-508.
4. Henikoff, S., Ahmad, K., & Malik, HS (2001). Paradoks sentromer: pewarisan stabil dengan DNA yang berkembang pesat. Sains, 293 (5532), 1098-1102.
5. Plohl, M., Meštrović, N., & Mravinac, B. (2014). Identitas sentromer dari sudut pandang DNA. Kromosom, 123 (4), 313-325.
6. Westhorpe, FG, & Straight, AF (2015). Sentromer: kontrol epigenetik segregasi kromosom selama mitosis. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 7 (1), a015818.