主な違い – セントロメアとテロメア
セントロメアとテロメアは、染色体上に存在する2つの構造体です。
セントロメアには、セントリックヘテロクロマチンというDNAの高度に収縮した領域があります。
複製された染色体の姉妹染色分体は、細胞分裂の際にセントロメアによってつなぎ合わされる。
テロメアは染色体の末端領域で、高度に繰り返されるDNA配列を含む。
染色体の末端部にある遺伝子は、テロメアの存在により、切断や他の染色体との融合から守られている。
セントロメアとテロメアの主な違いは、セントロメアが染色体の中央部にあり、複製された染色体の姉妹染色分体をつなぎ合わせているのに対し、テロメアは染色体の末端部にあり、末端部にある遺伝子を劣化から守っていることである。
今回はその解説をします。
- セントロメアとは
– 構造、機能、特徴 - テロメアとは
– 構造・機能・特徴 - セントロメアとテロメアの違いとは？
#セントロメアとは
セントロメアは、複製された染色体の姉妹染色分体をつなぎ合わせている部分です。
セントロメアは、染色体上の中心性ヘテロクロマチンからなる領域です。
中心性ヘテロクロマチンの両側には、周縁性ヘテロクロマチンが存在します。
2本の姉妹染色体の間にはコヒーシンタンパク質複合体が存在し、複製された染色体の2本のコピーを結びつけている。
セントロメアの役割は、キネトコアを介して微小管と結合するための場所を提供することである。
キネトコアとは、染色体のセントロメアに集まるタンパク質複合体のことである。
セントロメアの構造
1本の染色体に1つの動原体が存在する生物は、単細胞生物と呼ばれる。
単心生物の例としては、菌類、ほとんどの植物、脊椎動物が挙げられる。
一方、1本の染色体に2つ以上の動原体が存在する生物をホロセントリック生物という。
線虫類がその例です。
染色体には、点状セントロメアと領域状セントロメアの2種類があります。
点状セントロメアは、特定のタンパク質と結合してセントロメアを形成する。
セントロメアの形成には、ユニークなDNA配列が好まれるが、他のDNA配列上にも領域セントロメアが形成されることがあります。
染色体は、1本のセントロメアの存在により、2本の腕に分かれる。
長腕はq腕、短腕はp腕と呼ばれる。
セントロメアの位置によって、染色体はメタセントリック、サブメタセントリック、アクロセントリック、テロセントリックの4種類に分類されます。
メタセンター型は、p腕とq腕の長さが等しいものです。
亜メタセンター型は、p,q腕の長さがかなり不揃いです。
先中心型はq腕がp腕より長く、短中心型はq腕がp腕より長い。
終点染色体では、cenは染色体の末端にある。
：図1: 染色体の動原体
テロメアとは
テロメアとは、染色体の末端部分のことで、繰り返し配列が含まれている。
テロメアは、染色体末端を分解や他の染色体末端との融合から保護する。
DNA複製の際、DNAポリメラーゼは染色体末端まで複製することができない。
そのため、複製を繰り返すたびに、染色体の長さはテロメア末端から短くなっていく。
ヒトの場合、テロメアの長さは出生時に約11kbで、加齢とともに4kbに減少する。
テロメアの構造
脊椎動物のテロメアは、TTAGGGという塩基配列が2,500回ほど繰り返されたものです。
原核生物では円形の染色体が存在するため、テロメアは存在しない。
テロメアが染色体の末端にあると、半保存的なDNA複製の際に遺伝物質が失われることになる。
しかし、染色体の末端部にある遺伝子は、テロメアから遺伝物質が失われる一方で、切断されないように保護されています。
そのため、テロメアは染色体の末端にある遺伝物質に蓋をしている。
テロメアの構造を図2に示す。
テロメアの遠位300bp領域は、一本鎖のDNAで構成されている。
このDNAの伸張は、テロメアの末端が切断点として認識されないようにすることで、テロメアの末端を安定化させるという、結び目のアナログであるTループを形成する。
TRF1、TRF2、TIN1、TIN2、TRP1、RAP1、POT1などのタンパク質が結合して、Tループを安定化させている。
これらのタンパク質複合体は、シェルタリングコンプレックスと総称される。
図3は、T字型ループのシェルター複合体を示している。
図3: シェルタリングコンプレックスに含まれるタンパク質
#セントロメアとテロメアの違い
所在地
セントロメア セントロメア：染色体のほぼ中央にある。
テロメア 染色体の末端にある。
番号
動原体。
単心生物は、1本の染色体に1つの動原体を持っています。
ホロセントリック生物は、1本の染色体に複数の動原体が存在する。
テロメア 1本の姉妹染色体の両端に2本のテロメアがあります。
組成
セントロメア セントロメアは2本鎖のセントリックヘテロクロマチンDNAで構成されている。
テロメア テロメアは、一本鎖の反復DNA配列からなる。
関連するタンパク質
セントロメア セントロメア：コヒーシンおよびキネトコアタンパク質複合体と結合している。
テロメア テロメアのTループには、TRF1、TRF2、TIN1、TIN2、TRP1、RAP1、POT1などのタンパク質が関与している。
役割
セントロメア セントロメア：2つの姉妹染色分体を繋ぎとめる。
テロメア 染色体の末端部にある遺伝子を分解から保護する。
結論
セントロメアとテロメアは、染色体上に存在する2つの領域です。
セントロメアは染色体のほぼ中央に位置し、テロメアは姉妹染色分体の両端に位置しています。
セントロメアは、コヒーシンとキネトコアによって構成される収縮したセントリックヘテロクロマチンで構成されている。
この2つのタンパク質は、核分裂の際に2つの姉妹染色分体をつなぎ合わせる役割を担っている。
キネトコアタンパク質はまた、紡錘体微小管に結合するための部位も提供する。
テロメアのTループはTRF1、TRF2、TIN1、TIN2、TRP1、RAP1、POT1といったタンパク質で安定化されている。
セントロメアの主な役割は、2つの姉妹染色分体をつなぎ合わせることである。
テロメアは末端領域の遺伝物質を分解や切断から保護する。
セントロメアとテロメアの主な違いは、染色体上の位置と、細胞が生きている間の役割です。
Web. 13 Mar. 2017.
2. “テロメア”. ウィキペディア. ウィキメディア財団、2017年3月13日。
