Centrómero: conceptos, características, posición, función
Los centrómeros son unas estructuras cromosómicas fundamentales que mantienen unidas a la cromátidas hermanas durante la división celular. Además, estos son el lugar donde se unen los microtúbulos del huso para separar a los cromosomas al terminar la división celular.
Los centrómeros fueron descritos por primera en 1882 por el médico e investigador Walther Flemming (1843-1905), cuando este realizó un caracterización detallada sobre la división celular.
Los centrómeros también se conocen como “regiones de adherencia” o “cinetocoros”. Sin embargo, en la actualidad se sabe que estos son los sitios de unión del complejo de ADN y proteínas que forman al cinetocoro.
Conceptos
La función del centrómero en todos los seres vivos es la misma, pero cada especie muestra características únicas, pudiendo existir diferencias interespecíficas en cuanto a estructura, tamaño y complejidad.
Para los científicos, el estudio del centrómero no es tarea fácil, ya que en plantas y animales estas “estructura” o “regiones” están contenidas en porciones del genoma tipo satélite (altamente repetitivo), por lo que es difícil de mapear mediante técnicas de secuenciación convencionales.
Las mutaciones en la región centromérica tienen graves implicaciones fisiológicas en los seres humanos. Las anormalidades en su estructura y sus funciones son letales o se asocian con enfermedades congénitas y adquiridas, con cáncer, infertilidad y trastornos de nacimiento.
Características de los centrómeros
Los centrómeros son porciones de los cromosomas que contienen regiones altamente repetitivas de ADN en forma de heterocromatina. Estas regiones están especializadas en la unión y segregación de las cromátidas hermanas durante la división celular.
Generalmente, los centrómeros contienen las secuencias de ADN más “antiguas”, ordenadas de forma sucesiva y próximas al límite o frontera entre la heterocromatina y la eucromatina, es decir, los centrómeros son regiones altamente heterocromáticas.
Las secuencias centroméricas son clasificadas regularmente en dos tipos: el ADN satélite y los elementos transponibles. Ambos tipos de secuencia representan la mayor parte del ADN contenido en los centrómeros.
Ya que los centrómeros son una porción de cromatina de los cromosomas, estos están formados por un complejo de ADN y proteínas histonas que favorecen su “empaquetamiento”.
Los nucleosomas de las regiones centroméricas, sin embargo, no poseen a la proteína histona H3; en su lugar poseen una variante que los expertos en la materia han identificado como, que es específica de los centrómeros.
Esta proteína tipo histona varía considerablemente entre especies diferentes. En los mamíferos esta se conoce como CENP-A, en los artrópodos se denomina CID y en los hongos y levaduras ha sido denominada Cse4.
Gracias a las diferencias específicas de la proteína CENH3 en los centrómeros, sus características y propiedades son utilizadas para la identificación de especies, especialmente de la región centromérica en los cromosomas.
Posición
La ubicación del centrómero en los cromosomas es visualizada en los cariotipos como un “estrechamiento” que, por lo general, recibe el nombre de “constricción primaria”.
En algunos organismos los centrómeros no se encuentran en una región, sino que están más bien “difusos”, por lo que las fibras del huso pueden unirse a lo largo de todo el cromosoma. Estos cromosomas son conocidos como de centrómero difuso.
Por el contrario, si el centrómero se encuentra cerca de alguno de los extremos de un cromosoma, este, al separarse de su cromátida hermana, tendrá una forma de “J” durante la segregación. Así mismo, si el centrómero se ubica en los extremos de un cromosoma, la separación le conferirá un aspecto de “bastón rígido”.
Es importante mencionar que la posición del centrómero en un cromosoma indica la relación entre las longitudes de sus dos brazos (el corto o “p” y el largo o “q”). Esta relación es bastante específica para cada tipo de cromosoma.
Según la posición del centrómero se reconocen tres tipos de cromosomas:
Cromosomas telocéntricos
Estos cromosomas poseen el centrómero en el extremo de alguno de los dos “brazos” de cromatina. Son los que se desplazan en forma de bastones rígidos durante la segregación hacia los polos en la división celular.
Cromosomas acrocéntricos
En este tipo de cromosomas el centrómero se evidencia desplazado más hacia alguno de los extremos que hacia otro. Cuando la célula se divide y los cromosomas se separan, los cromosomas acrocéntricos son los que adquieren una forma de “J”.
Cromosomas metacéntricos
Los cromosomas metacéntricos poseen centrómeros ubicados en todo el centro del cromosoma, separando dos brazos de igual longitud. Debido a la ubicación de su centrómero, los cromosomas metacéntricos segregan en forma de V durante la anafase de la división celular.
Función
Los centrómeros son el medio universal para que se segreguen de manera efectiva los cromosomas en todos los organismos eucariotas. Son los sitios de unión para que los microtúbulos hagan la fuerza mecánica precisa para separar los cromosomas o las cromátidas durante la meiosis o la mitosis.
Las funciones específicas del centrómero son la adhesión y separación de las cromátidas hermanas, la fijación de los microtúbulos, el movimiento de los cromosomas durante la segregación hacia las células hijas, el establecimiento de la heterocromatina y, además, representan un punto de control de la mitosis.
En los mamíferos, las proteínas de tipo CENP se encuentran en la heterocromatina del centrómero. Estas pueden ser de tres tipos CENP-A, CENP-B y CENP-C, participando todas ellas en el ensamblaje del cinetocoro.
La ausencia de la proteína CENP-C puede causar graves errores en la segregación de los cromosomas, ya que esta es una proteína que posee propiedades de unión al ADN y de “auto-asociación” y se la relaciona de forma directa con la segregación de los cromosomas y el mal funcionamiento del cinetocoro.
Actualmente se sabe que algunas regiones de los centrómeros son transcripcionalmente activas. Estas codifican para ARNs de interferencia pequeños, los cuales participan del silenciamiento transcripcional de algunas regiones del genoma.
Estos pequeños ARN doble banda transcritos de las regiones pericentroméricas son esenciales para el ensamblaje de la heterocromatina y son las regiones transcripcionales para regular los pasos previos a la división celular.
Referencias
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