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Estudo: A recombinação é crucial para a segregação apropriada dos cromossomas em células germinais

Das plantas do abacate ao fermento do padeiro, os seres humanos às zebras, organismos sexual de reprodução devem criar as células germinais que contêm a metade do número de cromossomas encontraram em uma pilha de corpo típica. Quando estas células germinais -- como o esperma e o ovo -- vindo junto durante a fecundação, o número regular de cromossomas é restaurado.

O processo biológico que produz células germinais é um tipo de meiose chamada da divisão de pilha. Em conseqüência da meiose, cada célula germinal contem somente uma cópia de cada um dos cromossomas emparelhados encontrados em uma pilha de corpo. (Nos seres humanos, aquele é 23 cromossomas contra os 46 usuais).

Além do que a diminuição do número de cromossoma, a meiose igualmente baralha o material genético nos cromossomas maternos e paternos que são encontrados em cada um de nossas pilhas. Os cromossomas quebram e trocam então segmentos cruzando sobre um com o outro antes de ser dividido acima em pilhas de filha.

Isto que baralha é porque você e seus irmãos olham diferentes apesar de ter os mesmos pais: O esperma e o ovo que vieram junto o fazer cada um contiveram uma combinação original de cromossomas maternos e paternos.

A meiose é um dos processos os mais importantes em toda a biologia, contudo muita permaneceu misteriosa sobre seus fundamentos. Em particular, tem sido por muito tempo uma pergunta como os cromossomas pequenos não obtêm perdidos no baralhamento da quebra e de recombining ao competir com os cromossomas dez vezes seu tamanho.

Nós soubemos por um tempo que os cromossomas menores têm uma taxa mais alta de rupturas da dobro-costa do ADN -- as rupturas que recombinação iniciada. S “mas era obscuros como os cromossomas pequenos controlam perfurar acima de seu peso em termos de fazer estas rupturas.”

Scott Keeney, biólogo molecular, instituto de Sloan Kettering, Academia Nacional das Ciências

, Diz, uma equipe de seu laboratório tem resolvido agora o enigma. Hajime Murakami, um cientista superior da pesquisa no laboratório de Keeney, conduziu a pesquisa e é um autor co-correspondente, junto com o Dr. Keeney, em um papel novo que descreve seus resultados publicados o 6 de maio na natureza do jornal.

Não faz você, para esquecer sobre mim

Para cromossomas, a recombinação não é apenas meios eficazes de gerar a diversidade genética. É igualmente crucial para a segregação apropriada dos cromossomas em células germinais. Se esta recombinação não ocorre, a seguir a segregação dos cromossomas ocorre aleatòria e pode conduzir a uma distribuição desigual dos cromossomas em pilhas de filha. Tendo o número errado de cromossomas em um ovo ou em um esperma é chamado um aneuploidy e é uma causa principal dos defeitos congénitos.

A primeira etapa da recombinação está quebrando as duas costas da hélice dobro do ADN -- chamou uma ruptura da dobro-costa (DSB). As proteínas especiais (que incluem um Spo11 chamado, que o Dr. Keeney descobriu mais de duas décadas há) criam DSBs nos cromossomas. Os membros maternos e paternos de cada par do cromossoma encontram então um outro, e o cromossoma não-quebrado é usado enquanto um molde para reparar a ruptura no cromossoma quebrado.

Após este processo de quebra e de reparo, os cromossomas maternos e paternos são amarrados essencialmente junto, tais que se você puxou em um você traria seu sócio com ele. Despeja que esta amarração provisória do nó é uma parte crucial da maneira que as pilhas sabem que os dois membros dos pares do cromossoma estão prontos para ser rachados acima em pilhas diferentes. Cada par do cromossoma, precisa conseqüentemente pelo menos um DSB de assegurar-se de que obtenha segregado correctamente.

“Se a formação de DSB era um processo aleatório, acontecendo cega através de todos os cromossomas, a seguir você esperaria que os cromossomas muito pequenos obteriam às vezes saltados sobre,” o Dr. Murakami diz. “Mas isso não acontece tipicamente.”

Se o facto, diz, cromossomas pequenos tem uma taxa mais alta de quebra e de recombining do que mais por muito tempo cromossomas para um comprimento dado do ADN.

O Dr. Keeney, o Dr. Murakami, e seus colegas mostram agora como este acontece: Recrutando mais das proteínas que quebram cromossomas para iniciar a recombinação, e aferrando-se a eles para uns cromossomas mais longos, pequenos assegure-se de que não estejam esquecidos.

Dando a cromossomas pequenos um impulso

Os pesquisadores vieram a suas conclusões com uma série de experiências elegantes conduzidas no fermento Saccharomyces Cerevisiae, um organismo eucariótica simples com os 16 cromossomas, incluindo três que são muito pequenos. Em uma experiência pediram: o que aconteceria se você fez um cromossoma curto longo anexando o a um vizinho mais longo; ainda assim comportar-se-ia como um cromossoma curto em termos de recrutar os factores de quebra? A resposta era yes.

Igualmente perguntaram o que aconteceria se você fez um cromossoma longo curto desbastando o ao meio; comportar-se-ia como um cromossoma curto? Não fez. Estes resultados mostram que há um factor que seja intrínseco a um cromossoma pequeno que determine seu comportamento, um pouco do que seu tamanho por si mesmo.

Este “impulso extra” que os cromossomas pequenos mandam ajudas explicar como podem perfurar acima de seu peso, assegurando a recombinação em cada cromossoma, não importa como pequeno.