وظایف عمده ی سانترومر و نقش آن در تقسیم سلولی

سانترومرها اندامک هایی هستند که منحصر به سلول های حیوانی بوده و نقش کلیدی را در تقسیم سلولی دارند. از طریق این مقاله با وظایف مختلف سانترومرها و نحوه ی طراحی این اندامک سلولی برای انجام وظایف خود آشنا خواهیم شد.
سانترومر توسط دانشمند بلژیکی به نام ادوارد وان بندن در سال 1883 کشف شد. این اندامک اساسا یک بخش سلول های حیوانی می باشد، اما در سلول حیوانی، وظایف آن از طریق اندامک های سلولی دیگر انجام می شود. آن ها به تنظیم چرخه ی سلولی کمک کرده و یک بخش جدایی ناپذیر از تقسیم سلولی در میتوز می باشند. آن ها سانتریول ها و مواد پری سانتریول اطراف (PCM ) را ایجاد می کنند. PCM از پروتئین هایی مانند توبولین، پری سنترین و ناینین ایجاد شده اند.

عملکرد سانتروزوم

بعد از نگاهی مختصر به مراحل تقسیم سلولی میتوز، اجازه بدهید مسیری که برای تقسیم سلولی موفق توسط میتوز ضروری است را درک کنیم.
همه ی گونه ها توسط تعدادی سانتروزوم که برای گونه ها ثابت است، تعریف می شوند. برای مثال، سلول انسان دارای 23 جفت یا 46 کروموزوم می باشد. در طول مرحله ی S تقسیم سلولی میتوز، هر کروموزوم به دو کروماتید خواهری تقسیم می شود. به منظور اطمینان از تداوم گونه ها، ضروری است که تعداد کروموزوم ها در هر سلول دختری مشابه با تعداد آن ها در سلول مادری باشد. وظیفه ی سانتروزوم در طول تقسیم سلولی، حفظ تعداد کروموزوم ها می باشد. تکثیر DNA در طول تقسیم سلولی همراه با تقسیم سانترومر به دو سانترومر که هر کدام دارای یک سانترویول است، می باشد. دو سانترومر خودشان در قطب های مخالف هسته به هم متصل می شوند. هنگامی که غشاء هسته حل شد، آن ها تشکیل دوک داده که توسط تشکیل فیبرهای دوک بین آن ها به هم متصل می شوند. بعد از تقسیم هر سانتروزوم به دو کروماتید خواهری، یکی از کروماتیدها از هر جفت با قطب شمالی مرتبط بوده، در حالی که کروماتید دیگر به سمت قطب جنوبی هسته ها حرکت می کند. در مرحله ی نهایی تقسیم سلولی میتوز، دو سلول خواهری از هر سلول مادری تشکیل شده و هر سانترومر از سلول مادری به هسته ی سلول دختری تبدیل می شود.
علاوه بر این، سانتروزوم بسیاری از وظایف دیگر را نیز انجام می دهد که به شرح زیر می باشد:
سانترومر مرکز تولید میکروتوبول ها، ساختارهای رشته ای نازک در سلول می باشد. سانتروزوم ها و میکروتوبول های مرتبط رشد جهت دار انواع خاصی از سلول ها مانند سلول های عصبی را تعیین می کنند. جایی که جهت و نقطه ی رشد آکسون ها توسط این سلول ها تعیین می شود. آن ها به عنوان مراکز سازماندهی میکروتوبول سلول های حیوانی شناخته می شوند.
سانتریول ها مسئول شروع سیتوکنین یا تقسیم سلول های مادری به دو سلول می باشد. در غیاب سانتروزوم ها، مشاهده شده که تغییرات در سیتوپلاسم حتی بعد از اتمام میتوز شروع نمی شوند.
آن ها مژه هایی اصلی موجود بر روی سلول های اپیتلیال کلیه، گیرنده های بویایی، جداره ی معده و سلول های میله مانند در چشم ها را سازماندهی می کنند.

سانتروزوم و تقسیم سلولی

وظیفه ی اصلی سانتروزوم و سانتریول کمک به فرایند تقسیم سلولی توسط میتوز می باشد. در طول تقسیم سلولی میتوز، تعداد کروموزوم ها حفظ می شود، یعنی تعداد سانتروزوم ها در هر سلول دختری (سلول های تشکیل شده توسط تقسیم سلولی) مشابه با سانتروزوم ها در سلول مادری می باشد (سلول هایی که تحت تقسیم سلولی قرار گرفته اند). تقسیم سلولی توسط میتوز در همه ی سلول های بدن به جز سلول های زایشی که توسط میوز تولید می شود، رخ می دهد. در حالی که میتوز منجر به سلول های دیپلوئید می شود، میوز در دو مرحله رخ داده و منجر به تشکیل گامت های هاپلوئید می شود. به منظور درک بهتر عملکرد سانتروزوم ها، اجازه دهید نگاهی اجمالی به مراحل میتوز داشته باشیم.
میتوز در 5 مرحله به شرح زیر رخ می دهد. ساختار سانتروزوم در طول مراحل مختلف چرخه ی سلولی و تقسیم سلولی تغییر می کند.

اینترفاز

این مرحله، مرحله ی مقدماتی میتوز بوده که در طول آن اندازه ی سلول رشد کرده و انرژی کافی برای تقسیم سلولی توسط میتوز ذخیره می‎شود. DNA در طول فاز S یا فاز سنتزی تکثیر می شود. در طول این مرحله، DNA می تواند به صورت حلقه های آزادانه به نام الیاف های کروماتین دیده شود و تعداد غشاء هسته و هستک ها قابل مشاهده می باشد.

پروفاز

این مرحله که در آن غشاء هسته حل شده و رشته های کروماتین به شکل کروموزوم ها متراکم می شوند. سانتروزوم به دو سانترومر تقسیم می شود، که شروع به حرکت به سمت انتهای مخالف هسته می کنند. الیاف های دوک شروع به تشکیل می کنند.

متافاز

در این مرحله، الیاف های دوک به کروماتیدهای منفرد متصل می شوند. کروماتیدها در امتداد یک خط در مرکز هسته به نام صفحه ی استوایی قرار دارند.

آنافاز

در مرحله ی آنافاز، سانترومرها حل شده و دو کروماتید از هر جفت به سمت قطب های منفرد کشیده می شوند.

تلوفاز

این آخرین مرحله از میتوز بوده که در طول آن الیاف های دوک بعد از اینکه کروماتیدها به قطب های مربوطه ی خود رسیدند، حل می شوند. یک غشاء هسته ای جدید در اطراف هر دوک و کروماتیدهای مربوط به آن تشکیل می شود.
بعد از اتمام مرحله ی آخر میتوز، سلول به دو سلول دختری تقسیم شده و این عمل تقسیم درون یاخته نامیده می شود. دو سلول دختری دوباره به مرحله ی اینترفاز حرکت کرده و چرخه ی سلولی ادامه می یابد.
مشاهده شد که در غیاب سانتروزوم ها، سلول قادر به میتوز موفق نیست. همچنین، حضور تعداد نامنظم سانتروزوم ها برخی اختلالات را در سلول نشان می دهد. برای مثال، سلول های سرطانی با بیش از یک سانتروزوم یافت شدند