Verschil tussen Centromere en Telomere

Belangrijkste verschil - Centromere vs Telomere

Centromere en telomeer zijn twee structuren die op een chromosoom worden gevonden. Centromeer bevat een sterk beperkt DNA-gebied in de vorm van centraal heterochromatine. De twee zusterchromatiden van het gerepliceerde chromosoom worden bij elkaar gehouden door het centromeer tijdens celdeling. Telomeren zijn de eindgebieden van een chromosoom, die zeer repetitieve DNA-sequenties bevatten. Genen in de eindregio's van de chromosomen worden afgedekt door de aanwezigheid van telomeren doordat ze worden afgekapt en door fusie met andere chromosomen. De grootste verschil tussen centromere en telomeer is dat centromeer is het gebied in het midden van een chromosoom, waarbij de twee zusterchromatiden bij elkaar worden gehouden van een gerepliceerd chromosoom, terwijl telomeren het eindgebied van een chromosoom is, waarbij de genen in de eindregio's worden beschermd tegen afbraak.

Dit artikel legt uit,

1. Wat is Centromere
- Structuur, functie, kenmerken
2. Wat is Telomere
- Structuur, functie, kenmerken
3. Wat is het verschil tussen Centromere en Telomere

Wat is Centromere

Het centromeer bevat de twee zuster-chromatiden samen in een gerepliceerd chromosoom. Het is een regio op een chromosoom die bestaat uit centrisch heterochromatine. Het centrale heterochromatine wordt geflankeerd door pericentrisch heterochromatine. Tussen de twee zuster-chromatiden zijn cohesine-eiwitcomplexen aanwezig die de twee kopieën van het gerepliceerde chromosoom verbinden. De rol van het centromeer is om een site te bieden voor de binding met microtubuli via kinetochoren. Kinetochore is het eiwitcomplex dat is samengesteld op de centromeer van het chromosoom.

Structuur van Centromere

Organismen met een enkele centromeer per chromosoom zijn bekend monocentrische organismen. Voorbeelden van monocentrische organismen zijn schimmels, de meeste planten en gewervelden. Holocentrische organismen bestaan uit meer dan één centromere per chromosoom. Nematoden zijn de voorbeelden voor holocentrische organismen.

Twee soorten centromeren kunnen worden geïdentificeerd binnen de chromosomen: punt centromeren en regionale centrosomen. Punt centromeren binden met specifieke eiwitten om centromeren te vormen. Hoewel de vorming van centromere de voorkeur geeft aan een unieke DNA-sequentie om de centromeer te vormen, regionale centromeren kan ook worden gevormd op de andere DNA-sequenties.

Het chromosoom is in twee armen verdeeld door de aanwezigheid van een enkele centromeer. De lange arm staat bekend als q arm en de korte arm staat bekend als de p arm. Afhankelijk van de centromere positie, kunnen chromosomen worden verdeeld in vier typen: metacentrisch, submetacentrisch, acrocentrisch en telocentrisch. Metacentrische chromosomen bestaan in beide uit dezelfde lengte p en q arms. In submetacentrische chromosomen, p en q arms zijn tamelijk ongelijk in lengte. In acrocentrische chromosomen, q arm is langer dan de p arm. In telocentrische chromosomen, de centromeer bevindt zich aan het uiteinde van het chromosoom.

Figuur 1: Centromeer op een chromosoom

Wat is Telomere

Een telomeer is het eindgebied van elk chromosoom, met repetitieve sequenties. Het beschermt het chromosomale uiteinde tegen afbraak en eindvormen met andere chromosomale uiteinden. Tijdens DNA-replicatie is DNA-polymerase niet in staat de replicatie van het gehele chromosoom tot het einde uit te voeren. Zo wordt tijdens elke replicatieronde de lengte van het chromosoom verminderd vanaf het telomeeruiteinde. Bij de mens is de lengte van de telomeer ongeveer 11 kb bij de geboorte en neemt deze af tot 4 kb bij veroudering.

Structuur van Telomere

Een telomeer in vertebraten bevat ongeveer 2500 maal herhalende TTAGGG-nucleotidesequentie. Prokaryoten missen telomeren vanwege de aanwezigheid van circulaire chromosomen. De aanwezigheid van telomeer aan het einde van een chromosoom leidt tot verlies van genetisch materiaal tijdens de semi-conservatieve DNA-replicatie. Maar genen aan de eindgebieden van een chromosoom worden beschermd tegen het afknotten terwijl het verlies van genetisch materiaal optreedt vanuit telomeren. Daarom capuleren de telomeren het genetische materiaal aan het einde van het chromosoom. De structuur van een telomere wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: Telomere structuur

Het distale gebied van 300 bp van de telomeer is een enkelstrengige DNA-uitrekking. Deze DNA-uitrekking vormt een T-lus, die een analogie is met a knoop, het telomere-einde stabiliseren door de herkenning van het einde van telomeren als een breekpunt te voorkomen. Verschillende eiwitten zoals TRF1, TRF2, TIN1, TIN2, TRP1, RAP1 en POT1 zijn geassocieerd, waardoor de T-lus wordt gestabiliseerd. Deze eiwitcomplexen staan gezamenlijk bekend als het opvangcomplex. Opvangcomplex bij de T-lus wordt getoond in figuur 3.

Figuur 3: Eiwitten in het opvangcomplex

Verschil tussen Centromere en Telomere

Plaats

centromeer: Centromeer wordt gevonden in het ruwe midden van een chromosoom.

telomeer: Telomere wordt gevonden aan het einde van een chromosoom.

Aantal

centromeer: Monocentrische organismen bevatten één centromeer per chromosoom. Holocentrische organismen bevatten meer dan één centromeer per chromosoom.

telomeer: Een single-sister chromatid bevat twee telomeren, elk aan de twee uiteinden.

Samenstelling

centromeer: Centromeer is samengesteld uit dubbelstrengig, centrisch heterochromatin-DNA.

telomeer: Telomere bestaat uit enkelstrengige, repetitieve DNA-sequenties.

Associated Proteins

centromeer: Centromeer wordt geassocieerd met cohesine- en kinetochoreiwitcomplexen.

telomeer: De T-lus van de telomeer is geassocieerd met eiwitten zoals TRF1, TRF2, TIN1, TIN2, TRP1, RAP1 en POT1.

Rol

centromeer: Centromere houdt de twee zuster-chromatiden bij elkaar.

telomeer: Telomere beschermt de genen aan de eindgebieden van een chromosoom tegen afbraak.

Conclusie

Centromeer en telomeer zijn twee regio's die op een chromosoom worden gevonden. Centromere bevindt zich ongeveer in het midden van een chromosoom en telomere bevindt zich aan de twee uiteinden van elk chromosoom van de zuster. Centromeer bestaat uit vernauwd centraal heterochromatine, dat samenhangt met cohesines en kinetochoren. Beide eiwitten spelen een rol bij het bij elkaar houden van de twee zusterchromatiden tijdens de nucleaire deling. Kinetochore-eiwitten bieden ook plaatsen voor de bevestiging van spilmicrotubules. De T-lus van de telomeer is gestabiliseerd met TRF1-, TRF2-, TIN1-, TIN2-, TRP1-, RAP1- en POT1-achtige eiwitten. De belangrijkste rol van de centromeer is om de twee zuster-chromatiden bij elkaar te houden. Telomeren beschermen het genetisch materiaal van het eindgebied tegen afbraak en afknotting. Het belangrijkste verschil tussen centromeer en telomeer is hun locatie op een chromosoom en rol gedurende het leven van de cel.

Referentie:
1. "Centromere." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 06 maart 2017. Web. 13 maart 2017.
2. "Telomere." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 13 maart 2017. Web. 13 maart 2017.

Afbeelding met dank aan:
1. "Condensed Eukaryotic Chromosome" By Zephyris op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Telomere" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Telosome" By Unknown - Linkage, een tijdschrift van DCEG, een NCI-divisie (Public Domain) via Commons Wikimedia

Wetenschap