CENTRÔMERO: CONCEITOS, CARACTERÍSTICAS, POSIÇÃO, FUNÇÃO - BIOLOGIA - 2025

Os centrômeros são estruturas cromossômicas fundamentais que mantêm unidas as cromátides irmãs durante a divisão celular. Além disso, são os locais onde os microtúbulos do fuso se unem para separar os cromossomos no final da divisão celular.

Os centrômeros foram descritos pela primeira vez em 1882 pelo médico e pesquisador Walther Flemming (1843-1905), quando ele realizou uma caracterização detalhada da divisão celular.

Estrutura básica de um cromossomo, com o centrômero no centro. Fonte: lifeder.com

Os centrômeros também são conhecidos como "regiões de adesão" ou "cinetocoros". No entanto, agora se sabe que esses são os locais de ligação do complexo de DNA e proteínas que formam o cinetocoro.

Conceitos

A função do centrômero em todos os seres vivos é a mesma, mas cada espécie apresenta características únicas, podendo haver diferenças interespecíficas em termos de estrutura, tamanho e complexidade.

Representação gráfica de um centrômero humano (Fonte: Silvia3 via Wikimedia Commons) O DNA que faz parte dos centrômeros sofre constantes modificações (evolui), o que implica que existem diferenças significativas entre as espécies, mesmo quando estas estão evolutivamente muito próximas.

Para os cientistas, o estudo do centrômero não é uma tarefa fácil, pois em plantas e animais essas “estruturas” ou “regiões” estão contidas em porções do genoma semelhante a um satélite (altamente repetitivas), dificultando o mapeamento por meio de técnicas de sequenciamento convencional.

Mutações na região centromérica têm sérias implicações fisiológicas em humanos. Anormalidades em sua estrutura e funções são letais ou associadas a doenças congênitas e adquiridas, câncer, infertilidade e distúrbios do nascimento.

Características do centrômero

Centrômeros são porções de cromossomos que contêm regiões altamente repetitivas de DNA na forma de heterocromatina. Essas regiões são especializadas para a fixação e segregação de cromátides irmãs durante a divisão celular.

Geralmente, os centrômeros contêm as sequências de DNA mais antigas, ordenadas em sucessão e próximas à fronteira entre a heterocromatina e a eucromatina, ou seja, os centrômeros são regiões altamente heterocromáticas.

As sequências centroméricas são regularmente classificadas em dois tipos: DNA satélite e elementos transponíveis. Ambos os tipos de sequência representam a maior parte do DNA contido nos centrômeros.

Organização do DNA nas regiões centroméricas de diferentes espécies (Fonte: Gouttegd via Wikimedia Commons) Atualmente, os centrômeros são considerados estruturas complexas compostas de DNA genômico, que está sujeito a diferentes processos epigenéticos.

Como os centrômeros são uma porção da cromatina dos cromossomos, eles são formados por um complexo de proteínas de DNA e histonas que favorecem seu "empacotamento".

Os nucleossomos das regiões centroméricas, entretanto, não possuem a proteína histona H3; em vez disso, eles têm uma variante que os versados ​​na técnica identificaram como, que é específica do centrômero.

Esta proteína semelhante à histona varia consideravelmente entre as diferentes espécies. Em mamíferos, é conhecido como CENP-A, em artrópodes é chamado de CID e em fungos e leveduras é chamado de Cse4.

Graças às diferenças específicas da proteína CENH3 nos centrômeros, suas características e propriedades são utilizadas para a identificação de espécies, principalmente da região centromérica dos cromossomos.

Posição

A localização do centrômero nos cromossomos é visualizada nos cariótipos como um "estreitamento", geralmente referido como "constrição primária".

Em alguns organismos, os centrômeros não são encontrados em uma região, mas são "difusos", de modo que as fibras do fuso podem se juntar ao longo de todo o cromossomo. Esses cromossomos são conhecidos como centrômero difuso.

Diagrama de um cromossomo centrômero holocêntrico ou difuso e outro cromossomo metacêntrico (também conhecido como "monocêntrico", pois eles têm apenas um centrômero) (Fonte: Mandrioli & Manicardi via Wikimedia Commons) A posição do centrômero indica a forma que o cromossomo assumirá durante a divisão do núcleo. Se o centrômero estiver no ponto médio de um cromossomo, ele assumirá a forma de um “V”, pois é segregado em direção aos pólos opostos da célula em divisão.

Ao contrário, se o centrômero estiver próximo a uma das extremidades de um cromossomo, este, quando separado de sua cromátide irmã, terá um formato de “J” durante a segregação. Da mesma forma, se o centrômero estiver localizado nas extremidades de um cromossomo, a separação dará a ele uma aparência de “haste rígida”.

É importante mencionar que a posição do centrômero em um cromossomo indica a relação entre os comprimentos de seus dois braços (o curto ou "p" e o longo ou "q"). Essa relação é bastante específica para cada tipo de cromossomo.

De acordo com a posição do centrômero, três tipos de cromossomos são reconhecidos:

Tipos de cromossomos e localização do centrômero. A: braço curto (p). B: centrômero. C. Braço longo (q). D: cromátide irmã. I-Telocêntrico: o centrômero está próximo ao topo. Braços p um tanto visíveis. II-Acrocêntrico: os braços q são mais longos que os braços p, mas são mais longos que nos telocêntricos. III-Submetacêntrico: os braços p e q são semelhantes em comprimento, mas não iguais. IV-Metacêntrico: braços qep de comprimento igual. Fockey003

Cromossomos telocêntricos

Esses cromossomos têm o centrômero no final de um dos dois “braços” da cromatina. Eles são aqueles que se movem na forma de hastes rígidas durante a segregação em direção aos pólos na divisão celular.

Cromossomos acrocêntricos

Nesse tipo de cromossomos, o centrômero se mostra mais deslocado para uma das extremidades do que para a outra. Quando a célula se divide e os cromossomos se separam, os cromossomos acrocêntricos são os que adquirem a forma de "J".

Cromossomos metacêntricos

Os cromossomos metacêntricos têm centrômeros localizados em todo o centro do cromossomo, separando dois braços de igual comprimento. Devido à localização de seu centrômero, os cromossomos metacêntricos secretam em forma de V durante a anáfase da divisão celular.

Função

Os centrômeros são o meio universal para a secreção eficaz de cromossomos em todos os organismos eucarióticos. Eles são os locais de fixação dos microtúbulos para exercer a força mecânica precisa para separar os cromossomos ou cromátides durante a meiose ou mitose.

As funções específicas do centrômero são a adesão e separação das cromátides irmãs, a fixação dos microtúbulos, o movimento dos cromossomos durante a segregação em direção às células filhas, o estabelecimento de heterocromatina e, além disso, eles representam um ponto de controle do mitose.

Em mamíferos, proteínas semelhantes a CENP são encontradas na heterocromatina do centrômero. Podem ser de três tipos CENP-A, CENP-B e CENP-C, todos participando da montagem do cinetocoro.

A ausência da proteína CENP-C pode causar sérios erros na segregação dos cromossomos, por se tratar de uma proteína que possui propriedades de ligação ao DNA e “autoassociação” e está diretamente relacionada à segregação de cromossomos e mau funcionamento do cinetocoro.

Atualmente, sabe-se que algumas regiões dos centrômeros são transcricionalmente ativas. Estes codificam pequenos RNAs de interferência, que participam do silenciamento transcricional de algumas regiões do genoma.

Esses pequenos transcritos de RNA de banda dupla das regiões pericentroméricas são essenciais para a montagem da heterocromatina e são as regiões de transcrição que regulam as etapas anteriores à divisão celular.

Referências

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