Sentromeeri on kromosomin erityinen alue, joka tavallisesti sijaitsee lähellä kromosomin keskiosaa ja muodostaa metafaasissa näkyvän primaarikontraktion. Sentromeeri on kohta, jossa kaksi identtistä sisarkromatidia pysyvät kiinni toisissaan ennen kuin ne erotetaan solunjakautumisessa. Sentromeerissä on runsaasti toistuvia DNA‑sekvenssejä, kuten tandemisesti järjestäytynyttä satelliitti-DNA:ta, jotka sitovat erityisiä proteiineja (kutsutaan usein "cen"‑proteiineiksi) ja muodostavat kinetokorin kiinnittymäkohdan.
Rakenne ja koostumus
Sentromeerin ympärillä on usein perisentromeerista heterokromatiinia, joka eroaa avoimesta (eukromatiinisesta) DNA:sta tiheämmän, vähän aktivoituvan rakenteen vuoksi. Sentromeerin DNA voi sisältää pitkäketjuisia toistoja (esim. alfaa‑satelliittia ihmisellä), mutta sentromeerin paikka ei määrity pelkästään DNA‑sekvenssillä — tärkeä merkitys on myös epigeneettisillä merkkauksilla.
Toiminta mitoosissa ja meioosissa
Mitoosin ja meioosin aikana sentromeeri toimii kinetokorin kiinnityskohdaksi. Kinetokori rakentuu sentromeerin päälle ja toimii liitoskohtana mikrotubuluksille (niille "kuiduille"), jotka vetävät sisarkromatideja tai homologisia kromosomeja eri puolille jakautuvassa solussa. Tämä kiinnitys ja vetomekanismi ovat välttämättömiä kromosomien oikeanlaiselle jakautumiselle ja genomisen tasapainon säilymiselle.
Tyypit ja sijainti
- Metasentrinen — sentromeeri sijaitsee käytännössä keskellä kromosomia, jolloin akselista muodostuu kaksi yhtä pitkää käsivartta.
- Submetasentrinen — sentromeeri on hieman sivussa keskikohdasta; toisen käsivarren pituus on selvästi pidempi.
- Akrosentrinen — sentromeeri on erittäin lähellä toisen pään lähellä; yksi käsivarsi on hyvin lyhyt.
- Telosentrinen — sentromeeri on aivan kromosomin toisessa päässä (tätä tyyppiä ei esiinny ihmisillä, mutta esiintyy joillakin muilla lajeilla).
Molekyylitason tekijät
Keskeinen epigeneettinen tekijä sentromeerin muodostumisessa on histonimuunnos, jossa histoni H3:n erityinen variantti CENP‑A (centromere protein A) korvaa normaalin H3:n sentromeerisen nukleosomin osana. CENP‑A:n ja muiden sentromeeriin rekrytoituvien proteiinien (esim. CENP‑B, CENP‑C) läsnäolo määrittää kinetokorin syntymisen ja toiminnan. Lisäksi proteiinikompleksit kuten cohesin pitävät sisarkromatideja yhdessä ennen anafaasia, ja suojaproteiinit (esim. shugoshin) suojaavat perisentromeerista cohesinia meioosissa.
Epigeneettinen luonne ja neosentromeerit
Vaikka satelliitti‑DNA on usein läsnä sentromeereissä, sentromeerin toiminta voi siirtyä uuteen paikkaan ilman tyypillistä toistuvaa DNA:ta — tällaisia kutsutaan neosentromeereiksi. Tämä osoittaa, että sentromeerin identiteetti perustuu osittain epigeneettisiin mekanismeihin eikä ainoastaan DNA‑sekvenssiin.
Merkitys terveydelle ja taudeille
Sentromeerin toimintahäiriöt voivat johtaa virheelliseen kromosomien jakautumiseen ja aneuploidiaan (kromosomimäärän poikkeavuuksiin), mikä on yhteydessä syövän kehittymiseen ja eri kehityshäiriöihin. Esimerkiksi huono kinetokorin kiinnittyminen tai cohesinin ennenaikainen hajoaminen voi aiheuttaa sisarkromatidien vääränlaista eriytymistä.
Yhteenveto
Sentromeeri on siis kromosomin keskeinen rakenne, joka varmistaa kromosomien oikean jakautumisen solunjakautumisessa. Sen muodostumiseen osallistuvat sekä DNA‑toistot että epigeneettiset muutokset ja lukuisat proteiinit, kuten CENP‑perheen jäsenet. Oikein toimiva sentromeeri on välttämätön solun normaalille lisääntymiselle ja perinnöllisen materiaalin vakaudelle.
