Рассказ о центромере и как она появляется в ядре

Краткий ответ

Центромер — это участок хромосомы, в котором соединяются две сестринские хроматиды и к которому в митозе прикрепляются нити веретена деления. Отдельной «органеллой» он не появляется: он всегда есть в ядре как часть хромосомы, а «работает» и становится заметен как перетяжка тогда, когда хромосома удвоена и готовится к расхождению.

Что такое центромер

• Место «стыка» двух хроматид; на препарате виден как первичная перетяжка хромосомы.
• Делит хромосому на плечи (короткое p и длинное q).
• Под ним лежит особая ДНК — у человека это альфоидные (сателлитные) повторы, то есть много раз повторённые последовательности.
• На центромере собирается кинетохор — белковый «моторчик-крепление» для микротрубочек веретена.
• Главная функция: обеспечить, чтобы каждая дочерняя клетка получила по одной хроматиде каждой хромосомы, а не две в одну и ноль в другую.

Как центромер «появляется» и держится в ядре

1. Основа — ДНК. Участок центромерной ДНК есть в хромосоме всегда, в том числе в интерфазе, когда хромосомы выглядят как хроматин. Просто там он не виден как перетяжка.
2. Главное — не только последовательность, но и «метка». В нуклеосомы центромера встраивается особый вариант гистона — CENP-A (родственник гистона H3). Именно эта метка говорит клетке: «здесь центромер». У человека CENP-A достраивается в нуклеосомы в начале G1-фазы, после деления.
3. Сохранение при удвоении ДНК. При репликации «старые» нуклеосомы с CENP-A распределяются между двумя новыми хроматидами примерно поровну, а затем метка достраивается. Поэтому центромер не «исчезает» и не «возникает заново» в каждом цикле — он наследуется эпигенетически.
4. Вокруг — плотный хроматин. Центромерный район упакован как гетерохроматин (метка H3K9me3, белок HP1) — поэтому он плотный и хорошо виден.
5. Момент «проявления». К митозу хромосомы конденсируются, к центромеру прикрепляются микротрубочки, и в метафазе перетяжка видна отчётливо. В анафазе связь между хроматидами разрывается — и каждая хроматида со своим центромером становится самостоятельной хромосомой.

Частая путаница

Центромер ≠ клеточный центр (центриоли). Центриоли находятся в цитоплазме, в ядре их нет, и удваиваются они в S-фазе. Если в задании имелись в виду именно центриоли — скажи, разберём их отдельно.

Проверь себя

Если можешь объяснить, почему без центромера (или без кинетохора) хромосомы при делении разойдутся «как попало» и одна клетка получит лишнюю хромосому, — принцип ты понял.