Výměna sesterských chromatid - Sister chromatid exchange - Wikipedia

Šíření metafáze buněčné linie ukazující a prstencový chromozom (R) a několik výměn sesterských chromatid (SCE), z nichž některé jsou označeny šipkami.
Schéma výměny sesterských chromatid. Konce chromatidů jsou obráceny v dolní oblasti.

Výměna sesterských chromatid (SCE) je výměna genetického materiálu mezi dvěma identickými sesterské chromatidy.

Poprvé byl objeven pomocí Giemsovo barvení metoda na jednom chromatid patřící dříve k sesterskému chromatidovému komplexu anafáze v mitóza. Barvení odhalilo, že na sesterský chromatid bylo přeneseno několik segmentů, které nebyly obarveny. Barvení Giemsa bylo schopné obarvit kvůli přítomnosti bromodeoxyuridin analogická báze, která byla zavedena do požadovaného chromatidu.

Důvod (SCE) není znám, ale je vyžadován a používán jako mutagenní testování mnoha produktů. Čtyři až pět výměn sesterských chromatid na pár chromozomů, na mitózu je v normální distribuci, zatímco 14-100 výměn není normální a představuje nebezpečí pro organismus. SCE je zvýšena u patologických stavů včetně Bloomův syndrom, s rychlostí rekombinace ~ 10-100krát vyšší než normální, v závislosti na typu buňky.[1][2] Časté SCE mohou také souviset s tvorbou nádory.

Výměna sesterských chromatid byla také častěji pozorována u B51 (+) Behcetova nemoc.[3]

Mitóza

Mitotické rekombinace v začínajících kvasnicích Saccharomyces cerevisiae je primárně výsledkem Oprava DNA procesy reagující na spontánní nebo indukované poškození, ke kterým dochází během vegetativního růstu.[4]} (Recenzováno také v Bernstein a Bernstein, str. 220–221[5]). Aby mohly kvasinkové buňky opravit poškození homologní rekombinace, ve stejném jádře musí být přítomna druhá molekula DNA obsahující sekvenční homologii s oblastí, která má být opravena. V diploidní buňka v Fáze G1 buněčného cyklu je taková molekula přítomna ve formě homologního chromozomu. Nicméně v Fáze G2 buněčného cyklu (po replikaci DNA) je také přítomna druhá homologní molekula DNA: sestra chromatid. Důkazy naznačují, že vzhledem ke speciálnímu blízkému vztahu, který sdílejí, jsou sesterské chromatidy nejen preferovány před vzdálenými homologními chromatidy jako substráty pro rekombinační opravu, ale mají schopnost opravit více poškození DNA než homology.[6]otevřený přístup

Redukční dělení buněk

The genomy z diploidní organismy v přirozených populacích jsou vysoce polymorfní vložení a vypuštění. V době redukční dělení buněk dvouřetězcové zlomy (DSB), které se tvoří v takových polymorfních oblastech, musí být opraveny inter-sestra chromatid výměnou spíše než výměnou mezi homology. Studie rekombinace na molekulární úrovni během nadějné kvasinkové meiózy ukázala, že rekombinační události iniciované DSB v oblastech, které postrádají odpovídající sekvence v nesesterském homologu, jsou účinně opraveny rekombinací mezi sesterskými chromatidy.[7]otevřený přístup K této rekombinaci dochází se stejným načasováním jako interhomologická rekombinace, ale se sníženými (2 až 3násobnými) výtěžky Křižovatka Holliday společné molekuly. Tato studie a srovnatelné důkazy z jiných organismů (např. Peacock[8]), naznačuje, že mezi sesterská rekombinace dochází často během meiózy a až jedna třetina všech rekombinačních událostí se vyskytuje mezi sesterskými chromatidy, i když hlavně cestou, která nezahrnuje meziprodukty spojení Holliday.[7]

Viz také

externí odkazy

Reference

  1. ^ Langlois, R. G .; Bigbee, W. L .; Jensen, R. H .; Němec, J. (leden 1989). „Důkazy o zvýšené mutaci in vivo a somatické rekombinaci při Bloomově syndromu“. Proc Natl Acad Sci U S A. 86 (2): 670–4. doi:10.1073 / pnas.86.2.670. PMC  286535. PMID  2911598.
  2. ^ Kusunoki, Yoichiro; Hayashi, Tomonori; Hirai, Yuko; Kushiro, Jun-Ichi; Tatsumi, Kouichi; Kurihara, Takayuki; Zghal, Mohamed; Kamoun, Mohamed R .; Takebe, Hiraku; Jeffreys, Alec; Nakamura, Nori; Akiyama, Mitoshi (červen 1994). „Zvýšená rychlost spontánní mitotické rekombinace v T lymfocytech od pacienta s Bloomovým syndromem pomocí průtokové cytometrie na lokusu HLA-A“. Jpn J Cancer Res. 85 (6): 610–8. doi:10.1111 / j.1349-7006.1994.tb02403.x. PMC  5919530. PMID  8063614.
  3. ^ Ikbal M, Atasoy M, Pirim I, Aliagaoglu C, Karatay S, Erdem T (únor 2006). „Změna frekvencí výměny sesterských chromatid u Behcetovy choroby s HLA-B51 a bez něj“. J Eur Acad Dermatol Venereol. 20 (2): 149–52. doi:10.1111 / j.1468-3083.2006.01386.x. PMID  16441621.
  4. ^ Symington LS, Rothstein R, Lisby M (2014). "Mechanismy a regulace mitotické rekombinace v Saccharomyces cerevisiae". Genetika. 198 (3): 795–835. doi:10.1534 / genetika.114.166140. PMC  4224172. PMID  25381364.
  5. ^ Bernstein, C; Bernstein, H (1991). Stárnutí, sex a opravy DNA. San Diego .: Academic Press. ISBN  978-0120928606.
  6. ^ Kadyk LC, Hartwell LH (1992). „Sesterské chromatidy jsou preferovány před homology jako substráty pro rekombinační opravu u Saccharomyces cerevisiae“. Genetika. 132 (2): 387–402. PMC  1205144. PMID  1427035.
  7. ^ A b Goldfarb T, Lichten M (2010). „Časté a efektivní použití sesterského chromatidu pro opravu zlomení dvouřetězcových DNA během začínající kvasinkové meiózy“. PLoS Biol. 8 (10): e1000520. doi:10.1371 / journal.pbio.1000520. PMC  2957403. PMID  20976044.
  8. ^ Peacock WJ (1970). "Replikace, rekombinace a chiasmata v Goniaea australasiae (Orthoptera: Acrididae)". Genetika. 65 (4): 593–617. PMC  1212469. PMID  5518507.