Unterschied zwischen Zentromer und Telomer
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Hauptunterschied - Centromere vs Telomere
Zentromere und Telomere sind zwei auf einem Chromosom gefundene Strukturen. Centromer enthält eine stark verengte DNA-Region in Form von zentrischem Heterochromatin. Die beiden Schwesterchromatiden des replizierten Chromosoms werden während der Zellteilung vom Zentromer zusammengehalten. Telomere sind die Endregionen eines Chromosoms, die stark repetitive DNA-Sequenzen enthalten. Gene in den Endregionen der Chromosomen werden durch das Verkürzen von Telomeren und die Fusion mit anderen Chromosomen begrenzt. Das Hauptunterschied zwischen Zentromer und Telomer ist das Zentromer ist der Bereich in der Mitte eines Chromosoms, der die beiden Schwesterchromatiden eines replizierten Chromosoms zusammenhält, während Telomer der Endbereich eines Chromosoms ist und die Gene in den Endbereichen vor dem Abbau schützt.
Dieser Artikel erklärt,
1. Was ist Centromere?
- Struktur, Funktion, Eigenschaften
2. Was ist Telomere?
- Struktur, Funktion, Eigenschaften
3. Was ist der Unterschied zwischen Centromere und Telomere?
Was ist Centromere?
Das Zentromer hält die beiden Schwesterchromatiden in einem replizierten Chromosom zusammen. Es ist eine Region auf einem Chromosom, die aus zentrischem Heterochromatin besteht. Das zentrische Heterochromatin wird von perizentrischem Heterochromatin flankiert. Zwischen den beiden Schwesterchromatiden liegen Cohesin-Proteinkomplexe vor, die die beiden Kopien des replizierten Chromosoms verbinden. Die Rolle des Zentromers besteht darin, eine Stelle für die Bindung von Mikrotubuli über Kinetochore bereitzustellen. Kinetochor ist der Proteinkomplex, der auf dem Zentromer des Chromosoms angeordnet ist.
Struktur des Zentromers
Organismen mit einem einzelnen Zentromer pro Chromosom sind bekannt als monozentrische Organismen. Beispiele für monozentrische Organismen sind Pilze, die meisten Pflanzen und Wirbeltiere. Holozentrische Organismen bestehen aus mehr als einem Zentromer pro Chromosom. Nematoden sind die Beispiele für holozentrische Organismen.
Innerhalb der Chromosomen können zwei Arten von Zentromeren identifiziert werden: Punktzentromere und regionale Zentrosomen. Punkt-Zentromere binden mit spezifischen Proteinen, um Zentromere zu bilden. Die Bildung von Zentromeren bevorzugt jedoch eine einzigartige DNA-Sequenz zur Bildung des Zentromers, regionale Zentromere kann auch an den anderen DNA-Sequenzen gebildet werden.
Das Chromosom ist durch das Vorhandensein eines einzelnen Zentromers in zwei Arme unterteilt. Der lange Arm ist bekannt als q Arm und der kurze Arm ist als bekannt p arm. Je nach Position des Zentromers können Chromosomen in vier Typen unterteilt werden: metazentrisch, submetazentrisch, acrozentrisch und telozentrisch. Metazentrische Chromosomen bestehen aus gleichen Längen in beiden p und q Arms. Im submetazentrische Chromosomen, p und q Arms sind in der Länge ziemlich ungleich. Im akrozentrische Chromosomen, q Arm ist länger als der p arm. Im telozentrische Chromosomen, das Zentromer befindet sich am terminalen Ende des Chromosoms.
Abbildung 1: Zentromer auf einem Chromosom
Was ist Telomere?
Ein Telomer ist die Endregion jedes Chromosoms, die sich wiederholende Sequenzen enthält. Es schützt das chromosomale Ende vor Abbau und Endbildung mit anderen chromosomalen Enden. Während der DNA-Replikation kann die DNA-Polymerase die Replikation des gesamten Chromosoms nicht bis zu seinem Ende durchführen. Somit wird während jeder Replikationsrunde die Länge des Chromosoms von seinem Telomerende her reduziert. Beim Menschen beträgt die Länge des Telomers bei der Geburt etwa 11 kb und es nimmt mit dem Altern auf 4 kb ab.
Struktur von Telomere
Ein Telomer in Wirbeltieren enthält eine etwa 2.500-fache Wiederholung der TTAGGG-Nukleotidsequenz. Prokaryoten fehlen Telomere aufgrund des Vorhandenseins kreisförmiger Chromosomen. Das Vorhandensein von Telomeren am Ende eines Chromosoms führt während der halbkonservativen DNA-Replikation zu einem Verlust an genetischem Material. Gene in den Endregionen eines Chromosoms werden jedoch vor dem Abschneiden geschützt, während der Verlust an genetischem Material durch Telomere auftritt. Daher verschließen die Telomere das genetische Material am Ende des Chromosoms. Die Struktur eines Telomers ist in gezeigt Figur 2.
Abbildung 2: Telomere-Struktur
Die distale 300-bp-Region des Telomers ist eine einzelsträngige DNA-Strecke. Diese DNA-Strecke bildet eine T-Schleife, die ein Analogon zu a ist Knoten, Stabilisierung des Telomerendes durch Verhindern der Erkennung des Telomerendes als Bruchpunkt. Mehrere Proteine wie TRF1, TRF2, TIN1, TIN2, TRP1, RAP1 und POT1 sind assoziiert und stabilisieren die T-Schleife. Diese Proteinkomplexe werden gemeinsam als Schutzkomplex bezeichnet. Der Schutzkomplex an der T-Schleife ist in dargestellt Figur 3.
Abbildung 3: Proteine im Schutzkomplex
Unterschied zwischen Zentromer und Telomer
Ort
Centromere: Zentromer befindet sich ungefähr in der Mitte eines Chromosoms.
Telomere: Telomere befinden sich am Ende eines Chromosoms.
Nummer
Centromere: Monozentrische Organismen enthalten ein einzelnes Zentromer pro Chromosom. Holozentrische Organismen enthalten mehr als ein Zentromer pro Chromosom.
Telomere: Ein einzelnes Schwesterchromatid enthält zwei Telomere an den beiden Enden.
Zusammensetzung
Centromere: Centromere besteht aus doppelsträngiger, zentrischer Heterochromatin-DNA.
Telomere: Das Telomer besteht aus einzelsträngigen, sich wiederholenden DNA-Sequenzen.
Assoziierte Proteine
Centromere: Zentromer ist mit Cohesin- und Kinetochor-Proteinkomplexen assoziiert.
Telomere: Die T-Schleife des Telomers ist mit Proteinen wie TRF1, TRF2, TIN1, TIN2, TRP1, RAP1 und POT1 assoziiert.
Rolle
Centromere: Centromere hält die beiden Schwesterchromatiden zusammen.
Telomere: Telomere schützen die Gene in den Endbereichen eines Chromosoms vor dem Abbau.
Fazit
Zentromere und Telomere sind zwei Regionen, die auf einem Chromosom gefunden werden. Das Zentromer befindet sich ungefähr in der Mitte eines Chromosoms und das Telomer befindet sich an den beiden Enden jedes Schwesterchromatids. Das Centromer besteht aus einem eingeschnürten zentrischen Heterochromatin, das mit Cohesinen und Kinetochoren assoziiert ist. Beide Proteine spielen eine Rolle beim Zusammenhalten der beiden Schwesterchromatiden während der Kernteilung. Kinetochor-Proteine stellen auch Stellen für die Anbringung von Spindel-Mikrotubuli bereit. Die T-Schleife des Telomers ist mit TRF1-, TRF2-, TIN1-, TIN2-, TRP1-, RAP1- und POT1-ähnlichen Proteinen stabilisiert. Die Hauptaufgabe des Zentromers besteht darin, die beiden Schwesterchromatiden zusammenzuhalten. Telomere schützen das genetische Material der Endregion vor Abbau und Verkürzung. Der Hauptunterschied zwischen Zentromer und Telomer ist die Lage auf einem Chromosom und die Rolle während des Lebens der Zelle.
Referenz:
1. "Centromere". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 06. März 2017. Web. 13. März 2017.
2. "Telomere". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 13. März 2017. Web. 13. März 2017.
Bildhöflichkeit:
1. ”Kondensiertes eukaryotisches Chromosom” von Zephyris in der englischsprachigen Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Telomere" (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. "Telosome" von Unknown - Linkage, eine Zeitschrift von DCEG, einer NCI-Abteilung (Public Domain) über Commons Wikimedia
