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La levadura del panadero del uso de los investigadores para ganar discernimiento en proceso de la separación del cromosoma

Cada vez que una célula divide -- y toma a millones de divisiones celulares para crear un cuerpo humano completo crecido de una única célula fertilizada -- sus cromosomas tienen que divvied exacto hacia arriba entre ambas células de hija. Investigadores en el instituto de Stowers para la investigación médica usada, irónico bastante, el organismo unicelular Saccharomyces Cerevisiae -- conocido común como levadura del panadero -- para ganar nuevo discernimiento en el proceso por el cual los cromosomas son segregados físicamente durante la división celular.

En un estudio publicado en la aplicación del 17 de noviembre de 2011 la genética de PLoS, demuestran que una proteína conocida como Mps3 no sólo se asegura de que las células tienen dos carrocerías funcionales del polo del huso, que generan el aparato mitotic del huso que ayuda a tirón los cromosomas aparte, pero también que ambas carrocerías del polo del huso están ancladas correctamente en la membrana nuclear.

“Cuando usted inscribe la mitosis, usted necesita tener dos carrocerías del polo del huso en las cuales usted pueda tirar de los cromosomas. Si usted no lo hace, la probabilidad de desvíos en la segregación del cromosoma aumenta exponencial,” explica Jaspersen, agregando eso, “incluso los pequeños errores puede llevar a los defectos de nacimiento, a la inestabilidad genética y al cáncer.”

Normalmente, las células tienen solamente una única carrocería del polo del huso, pero con objeto de la división celular, la carrocería del polo del huso tiene que duplicarse - apenas como lo hace el genoma. “Conocemos un lote entero sobre cómo la DNA se copia, pero no conocemos mucho sobre cómo las carrocerías del polo del huso se duplican,” decimos Jaspersen.

A diferencia de las moléculas de la DNA, que sirven como patrones para la producción de copias idénticas, la carrocería del polo del huso es una estructura grande de la proteína integrada por las proteínas solubles y las supuestas proteínas integrales de la membrana, que se anclan en el envolvente nuclear. El proceso de la duplicación de la carrocería solitaria del polo del huso comienza cuando las proteínas solubles se unen en el envolvente nuclear seguido por su inserción en la BI-capa del lípido situada al lado de la carrocería original del polo del huso. La inserción requiere probablemente las proteínas integrales de la membrana de la carrocería y de los resultados del polo del huso en una segunda carrocería funcional del polo del huso.

Mientras que muchos genes se saben para ser requeridos para la duplicación de la carrocería del polo del huso, el mejores estudiados son quizás la familia conservada de proteínas del SUN-dominio. El homólogo de la SUN-proteína en levadura es Mps3, un componente integral de la membrana de la carrocería del polo del huso requerida para los pasos tempranos en el proceso de la duplicación.

Las “células con poco o nada de Mps3 funcional no dividen, y tienen solamente una carrocería del polo del huso y una mitad del huso mitotic,” explica Jaspersen. “Estábamos interesados en cómo una carrocería del polo del huso consigue insertada en el envolvente nuclear, qué modificaciones de esta membrana doble de la BI-capa del lípido tienen que ocurrir para facilitar la inserción, y cuál es papel de Mps3 en todo el esto?”

Para entender mejor la función de Mps3 en la duplicación de la carrocería del polo del huso, las personas de Jaspersen, llevadas por co-primera Jennifer Friederichs autores y Suman Ghosh, Ph.D., regiones específicas transformadas del gen Mps3 y después expresadas los genes transformados en levadura. Para la mayor parte de los mutantes, la mitosis parecía normal. Ése no era el caso, sin embargo, con un mutante nuevo determinado, MPS3-G186K, que tiene un pequeño, mutación del “punto” en la supuesta región del P-rizo.

Los investigadores después utilizaron microscopia electrónica de alta resolución y diversos marcadores, incluyendo unos que pueden distinguir uninserted e insertaron carrocerías del polo del huso. Qué él vio era que, aunque su DNA hubiera sido duplicada, las células que expresaban este mutante determinado Mps3 tenían defectos múltiples de la duplicación, incluyendo cegar la inserción de la carrocería del polo del huso en el envolvente nuclear.

Cuál era la mayoría del golpear, sin embargo, era que casi cada célula examinada tenía membranas nucleares que estaban, esencialmente, overgrown-con dos a ocho capas del envolvente nuclear, y los lóbulos múltiples y las extensiones -- en vez de una estructura esférica simple. Importantemente, el efecto parecía específico en que el otro membrana-basó los organelos aparecía normal.

“Nunca habíamos visto los núcleos que parecían ése,” revocamos Jaspersen. “Sugirió que Mps3 regulara el ambiente del lípido del envolvente nuclear, y que quizás que era cómo él inserción controlada de la carrocería del polo del huso,” dice Jaspersen.

Para probar su idea, los investigadores expresaron el gen de mutante de MPS3-G186K en una colección de mutantes de la levadura, buscando unos que repararían el defecto nuclear de la membrana. Encontraron muy algunos, y-como preveídos -- dos tenían mutaciones en los genes que regulan el contenido celular del lípido. Cuando trataron las células con el ácido oléico (esencialmente manteca de cerdo), o ligeramente aumentando la temperatura del incremento -- fluidez probablemente cada vez mayor de la membrana, podían suprimir los defectos.

“El envolvente nuclear no es apenas un jugador pasivo sino es remodelado probablemente activamente por Mps3 para acomodar la carrocería del polo del huso,” explica Jaspersen.

Además de su papel destacado en mitosis, los centrosomas, el equivalente eucariótico más alto de las carrocerías del polo del huso de la levadura, se requieren para hacer cilios primarios -- a pelo-como el accesorio presente en una única copia en cada célula. En la base de los cilios primarios es un centrosoma sujetados a la membrana celular que en cilios tiene una composición de lípido única. El grupo de Jaspersen está impaciente por considerar qué aspectos de sus conclusión Mps3 traducen a los cilios primarios. Si existen los paralelos, las recompensas podrían ser importantes, puesto que los defectos ciliares pueden llevar a varias enfermedades humanas -- telemetría de paro cardíaco congénito a la degeneración retiniana.