stringtranslate.com

Обмен сестринскими хроматидами

Метафазное распространение клеточной линии, показывающее кольцевую хромосому (R) и несколько обменов несестринскими хроматидами (SCE), некоторые из которых обозначены стрелками.
Схема обмена сестринских хроматид. Концы хроматид в нижней части перевернуты.

Обмен сестринскими хроматидами ( SCE ) – это обмен генетическим материалом между двумя идентичными сестринскими хроматидами .

Впервые он был обнаружен с помощью метода окрашивания по Гимзе на одной хроматиде , принадлежащей сестринскому комплексу хроматид, перед анафазой в митозе . Окрашивание показало, что к сестринской хроматиде перешло несколько сегментов, которые не были окрашены. Окрашивание по Гимзе было возможным благодаря присутствию основания, аналогичного бромдезоксиуридину , которое было введено в нужную хроматиду.

Причина (SCE) неизвестна, но она необходима и используется в качестве мутагенного тестирования многих продуктов. Четыре-пять обменов сестринских хроматид на пару хромосом, за митоз находится в нормальном распределении, а 14-100 обменов ненормальны и представляют опасность для организма. SCE повышен при патологиях, включая синдром Блума , при этом скорость рекомбинации примерно в 10–100 раз превышает норму, в зависимости от типа клеток. [1] [2] Частые СХЭ также могут быть связаны с образованием опухолей .

Обмен сестринских хроматид также чаще наблюдался при болезни Бехчета B51 (+) . [3]

Митоз

Митотическая рекомбинация у почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae является, прежде всего, результатом процессов репарации ДНК в ответ на спонтанные или индуцированные повреждения, возникающие во время вегетативного роста. [4] } (Также рассмотрено в журнале Bernstein and Bernstein, стр. 220–221 [5] ). Чтобы дрожжевые клетки могли восстановить повреждения путем гомологичной рекомбинации , в том же ядре должна присутствовать вторая молекула ДНК, содержащая последовательность, гомологичную с участком, подлежащим восстановлению. В диплоидной клетке в фазе G1 клеточного цикла такая молекула присутствует в виде гомологичной хромосомы. Однако в фазе G2 клеточного цикла (после репликации ДНК) также присутствует вторая гомологичная молекула ДНК: сестринская хроматида . Имеющиеся данные указывают на то, что из-за особых близких отношений, которые они разделяют, сестринские хроматиды не только предпочтительнее отдаленных гомологичных хроматид в качестве субстратов для рекомбинационной репарации, но и обладают способностью восстанавливать больше повреждений ДНК, чем гомологи. [6]Значок открытого доступа

Мейоз

Геномы диплоидных организмов в природных популяциях высоко полиморфны по инсерциям и делециям . Во время мейоза двухцепочечные разрывы (DSB), которые образуются в таких полиморфных областях, должны восстанавливаться за счет межсестринского обмена хроматид , а не за счет обмена между гомологами. Исследование рекомбинации на молекулярном уровне во время мейоза почкующихся дрожжей показало, что события рекомбинации, инициированные DSB в регионах, в которых отсутствуют соответствующие последовательности в несестринском гомологе, эффективно репарируются посредством рекомбинации между сестринскими хроматидами. [7]Значок открытого доступа Эта рекомбинация происходит в те же сроки, что и межгомологическая рекомбинация, но с уменьшенным (в 2–3 раза) выходом молекул соединения Холлидея . Это исследование, а также сопоставимые данные других организмов (например, Peacock [8] ) показывают, что межсестринская рекомбинация часто происходит во время мейоза, и до одной трети всех событий рекомбинации происходит между сестринскими хроматидами, хотя в основном по пути, который не привлекать промежуточных звеньев Холлидея. [7]

Во время оогенеза у нематод Caenorhabditis elegans сестринская хроматида или даже одна и та же молекула ДНК может служить матрицей мейотической репарации как для кроссоверной, так и для некроссоверной рекомбинации . [9] Неперекрестные события являются наиболее частым исходом рекомбинации . Для двухцепочечных разрывов ДНК, индуцированных на протяжении профазы I мейоза, сестринский или внутрихроматидный субстрат доступен в качестве партнера по рекомбинационной репарации. [9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ланглуа, Р.Г.; Бигби, Вашингтон; Дженсен, Р.Х.; Герман, Дж. (январь 1989 г.). «Доказательства увеличения мутаций in vivo и соматической рекомбинации при синдроме Блума». Proc Natl Acad Sci США . 86 (2): 670–4. Бибкод : 1989PNAS...86..670L. дои : 10.1073/pnas.86.2.670 . ПМК  286535 . ПМИД  2911598.
  2. ^ Кусуноки, Ёитиро; Хаяси, Томонори; Хираи, Юко; Кусиро, Дзюн-Ичи; Тацуми, Коичи; Курихара, Такаюки; Згал, Мохамед; Камун, Мохамед Р.; Такэбе, Хираку; Джеффрис, Алек; Накамура, Нори; Акияма, Митоши (июнь 1994 г.). «Увеличенная скорость спонтанной митотической рекомбинации в Т-лимфоцитах у пациента с синдромом Блума с использованием проточно-цитометрического анализа в локусе HLA-A». Jpn J Рак Res . 85 (6): 610–8. doi :10.1111/j.1349-7006.1994.tb02403.x. ПМК 5919530 . ПМИД  8063614. 
  3. ^ Икбал М., Атасой М., Пирим И., Алиагаоглу С., Каратай С., Эрдем Т. (февраль 2006 г.). «Изменение частоты обмена сестринских хроматид при болезни Бехчета с HLA-B51 и без него». J Eur Acad Дерматол Венереол . 20 (2): 149–52. дои : 10.1111/j.1468-3083.2006.01386.x. PMID  16441621. S2CID  28906261.
  4. ^ Симингтон Л.С., Ротштейн Р., Лисби М. (2014). «Механизмы и регуляция митотической рекомбинации у Saccharomyces cerevisiae». Генетика . 198 (3): 795–835. doi : 10.1534/genetics.114.166140. ПМК 4224172 . ПМИД  25381364. 
  5. ^ Бернштейн, К; Бернштейн, Х. (1991). Старение, пол и восстановление ДНК. Сан-Диего.: Академическая пресса. ISBN 978-0120928606.
  6. ^ Кадык LC, Хартвелл Л.Х. (1992). «Сестринские хроматиды предпочтительнее гомологов в качестве субстратов для рекомбинационной репарации у Saccharomyces cerevisiae». Генетика . 132 (2): 387–402. дои : 10.1093/генетика/132.2.387. ПМК 1205144 . ПМИД  1427035. 
  7. ^ аб Гольдфарб Т., Лихтен М. (2010). «Частое и эффективное использование сестринской хроматиды для восстановления двухцепочечного разрыва ДНК во время мейоза почкующихся дрожжей». ПЛОС Биол . 8 (10): е1000520. дои : 10.1371/journal.pbio.1000520 . ПМК 2957403 . ПМИД  20976044. 
  8. ^ Пикок WJ (1970). «Репликация, рекомбинация и хиазмы у Goniaea australasiae (Orthoptera:Acrididae)». Генетика . 65 (4): 593–617. дои : 10.1093/генетика/65.4.593. ПМЦ 1212469 . ПМИД  5518507. 
  9. ^ Аб Тораасон, Эрик; Горачек, Анна; Кларк, Корделл; Гловер, Марисса Л.; Адлер, Виктория Л.; Премкумар, Толкаппиян; Салаген, Алина; Коул, Франческа; Либуда, Диана Э. (апрель 2021 г.). «Репарация мейотического разрыва ДНК может использовать гомолог-независимые матрицы хроматид у C. elegans». Современная биология . 31 (7): 1508–1514.e5. Бибкод : 2021CBio...31E1508T. дои :10.1016/j.cub.2021.03.008. ISSN  0960-9822. ПМК 8189575 . ПМИД  33740427. 

Внешние ссылки