著絲粒

著絲粒

著絲粒(centromere)是真核生物細胞在進行有絲分裂(mitosis)和減數分裂(meiosis)時,染色體分離的一種“裝置”。著絲粒是染色體分離的一種裝置,也是姐妹染色單體在分開前相互聯結的位置,在染色體的形態上表現為一個縊痕(constriction)。著絲粒位於異染色質區內,這裡富集了衛星DNA,也就是短的DNA串聯重複序列。此外,在縊痕區內有一個直徑或長度為400 nm左右的很緻密的顆粒狀結構,這稱為動粒(kinetochore)的結構直接與牽動染色體向兩極移動的纖絲蛋白相連結。

概述

著絲粒(centromere)是真核生物細胞在進行有絲分裂(mitosis)和減數分裂(meiosis)時,染色體分離的一種“裝置”。著絲粒是染色體分離的一種裝置,也是姐妹染色單體在分開前相互聯結的位置,在染色體的形態上表現為一個縊痕(constriction)。著絲粒位於異染色質區內,這裡富集了衛星DNA,也就是短的DNA串聯重複序列。此外,在縊痕區內有一個直徑或長度為400 nm左右的很緻密的顆粒狀結構,這稱為動粒(kinetochore)的結構直接與牽動染色體向兩極移動的纖絲蛋白相連結。

特點

染色體著絲粒(centromere)的主要作用是使複製的染色體在有絲分裂減數分裂中可均等地分配到子細胞中。在很多高等真核生物中,著絲粒看起來像是在染色體一個點上的濃縮區域,這個區域包含著絲點 (希臘語 kínesis 運動; chóros 部位),又稱主縊痕。此是細胞分裂時紡錘絲附著之處。在大部分真核生物中每個紡錘絲附著在不同的著絲粒上。如啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)附著在每個著絲粒上僅一條紡錘絲。廣義上說著絲粒也常指著絲點﹐然而狹義上的著絲點是將染色體和紡錘絲微管相結合的蛋白質複合體。
若著絲粒丟失了,那么染色體就失去了附著到紡錘絲上的能力,細胞分裂時染色體就會隨機地進入子細胞。然而有著絲粒的染色體也會出現這種異常分配,那就是複製後的兩個染色體拷貝並不總是正確地分離進入子細胞。在此過程中發生錯誤的機率通常是很低的。若發生錯誤會引起染色體數目的改變。如在酵母中分配發生錯誤的機率低於十萬分之一。
目前正在研究著絲粒結合蛋白以及其它的一些因素。一個主要的問題是解決紡錘絲附著到著絲粒的具體機制。

著絲粒的結構域

著絲粒的3個結構域著絲粒的3個結構域

著絲粒含3個結構域,即:著絲點結構域(kinetochoredomain)、中心結構域(centraldomain)和配對結構域(paringdomain)。

著絲點結構域:位於著絲粒的表面,由外板(outerplate)、內板(innerplate)、中間區(interzone)和圍繞外層的纖維冠(fibrouscorona)。內外板的電子密度高,中間區電子密度低。內板與中央結構域的著絲粒異染色質結合,外板與微管纖維結合,纖維冠上結合有馬達蛋白,如胞質Dynein和屬於kinesin家族的CENP-E,為染色體的分離提供動力。

中央結構域:位於著絲粒結構域的下方,含有高度重複的α衛星DNA構成的異染色質。

配對結構域:位於著絲粒結構的內層,中期兩條染色單體在此處相互連結,在此區域發現有兩類蛋白,一類為內著絲粒蛋白INCENP(innercentromereprotein),另一類為染色單體連線蛋白CLIP(chromatidlinkingprotein).

細胞生活學相關知識

細胞生物學(cell biology)是研究細胞結構、功能及生活史的一門科學。細胞生物學由Cytology發展而來,Cytology是關於細胞結構與功能(特別是染色體)的研究。細胞生物學是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層次,以動態的觀點,研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。

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