主な違い – セントロメアとキネトコア
セントロメアとキネトコアは、染色体のほぼ中央にある構造で、細胞分裂の際に姉妹染色分体の分離に関与する。
セントロメアはDNAが高度に凝縮された領域で、キネトコアが集合している。
キネトコアは、染色体と紡錘体微小管をつなぐタンパク質の一種である。
紡錘体微小管は、セントロメアの上で組み立てられたキネトコアと結合している。
セントロメアとキネトコアの主な違いは、セントロメアが染色体の複製後に2つの姉妹染色分体をつなぎ合わせる部位であるのに対し、キネトコアは細胞分裂時に紡錘体繊維が付着する染色体上のタンパク質複合体である点です。
この記事で説明します。
- セントロメアとは
– 定義、構造、機能、特徴 - キネトコアとは
– 定義、構造、機能、特徴 - セントロメアとキネトコアの違いは何ですか？
#セントロメアとは
セントロメアとは、複製された染色体のうち、姉妹染色分体同士をつなぎ合わせた領域のことです。
セントクロマチンは、染色体のセントロメアに存在するヘテロクロマチンの一種である。
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する。
コヒーシンタンパク質複合体は2本の姉妹染色体の間に存在し、複製された染色体の2つのコピーをつないでいる。
セントロメアの役割は、染色体のセントロメア上に組み立てられたタンパク質複合体であるキネトコアを介して微小管と結合するための部位を提供することである。
染色体上のセントロメアは、点状セントロメアと領域状セントロメアの2種類に分類される。
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。
点状セントロメアは特定のDNA配列と結合してセントロメアを形成するが、領域状セントロメアは他のDNA配列にも形成される。
図1に、セントロメアを持つ染色体の構造を示します。
図1：染色体上のセントロメア
セントロメアの位置
染色体は2本の腕からなり、長腕はq腕、短腕はp腕と呼ばれる。
染色体は、cenの位置によって、metacent, submetacent, acrocentric, telocentricの4つのタイプに大別されます。
メタセンター型は、p腕とq腕の長さが等しいものです。
準中心型は、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ります。
図2に、異なるタイプの染色体における動原体の位置を示します。
：図2：動原体の位置
A-短腕/p腕, B-動原体, C-長腕/q腕, D-姉妹染色分体
I – テロセントリック, II – アクロセントリック, III – サブメタセントリック, IV – メタセントリック
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ます。
単心生物の例としては、真菌類や脊椎動物が挙げられる。
一方、1本の染色体に2個以上の動原体が存在するものをホロセントリック生物という。
線虫類は、このホロセンター型生物の例です。
キネトコアとは
キネトコアとは、染色体の動原体に存在するタンパク質複合体で、細胞分裂のアナフェイズに染色体や姉妹染色分体を引き離すために紡錘体の微小管に付着して集合する。
単心生物ではキネトコアの集合点が一つであるが、ホロセントリック生物では染色体全体にキネトコアが集合しているのが観察される。
キネトコアは、紡錘体微小管の染色体への結合を促進する以外に、コヒーシンタンパク質複合体とともに2本の姉妹染色分体をつなぎとめる役割を担っている。
図3のピンク色は、ヒト細胞のメタフェースにおけるキネトコアです。
緑色は紡錘体微小管、青色は染色体です。
キネトコアの構造
キネトコアには、内側キネトコアと外側キネトコアの2つの領域があります。
内側キネトコアは、セントロメア領域と強固に結合して、2つの姉妹染色分体をつなぎ合わせている。
内側キネトコアには、ヒストンH3の代わりにCENP-Aと呼ばれる特殊なヒストンで構成されるヌクレオソームが存在する。
外側キネトコアは、紡錘体微小管と相互作用する。
核膜が破壊された後、染色体表面に集合する。
外側のキネトコアには、キネトコア微小管を固定するための約20の部位があります。
図4は、紡錘体微小管と動原体の結合の様子を示している。
#セントロメアとキネトコアの違い
組成
セントロメア セントロメアとは、染色体上のDNAの収縮した領域のことです。
キネトコア(Kinetochore) 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。
観察
セントロメア セントロメア：光学顕微鏡で観察できる。
キネトコア。
キネトコア：電子顕微鏡でないと見えない。
構造
セントロメア。
セントロメア：セントリックヘテロクロマチンで構成されている。
キネトコア キネトコアはCENP-Aなどの特殊なヒストンから構成されている。
ポジション
セントロメア。
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つの位置が確認できる。
キネトコア キネトコア：キネトコアは内側キネトコアと外側キネトコアの2層からなる。
番号
セントロメア。
セントロメアには、モノセントリックとホロセントリックがあります。
キネトコア 1つのセントロメアには1つのキネトコア複合体があります。
微小管との結合
セントロメア セントロメアは単独で微小管と結合することはできない。
キネトコア 外側のキネトコアには、キネトコア微小管が固定される部位が20個ほどある。
結論
セントロメアとキネトコアは、細胞分裂に寄与する2種類の要素です。
セントロメアはDNAが収縮した領域で、セントリックヘテロクロマチンの形で存在し、ペリセントリックヘテロクロマチンに挟まれた形になっている。
セントロメアには、単心とホロセントリックがあります。
各セントロメアはキネトコア複合体によって組み立てられている。
キネトコア複合体は内層と外層のキネトコアから構成されている。
内側のキネトコアは2つの姉妹染色分体をつなぎ合わせている。
一方、外側のキネトコアは、紡錘体微小管とセントロメアの接着のための場所を提供する。
セントロメアとキネトコアの主な違いは、セントロメアがDNA領域であるのに対し、キネトコアはセントロメア内のタンパク質複合体の集合体であることである。
