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Estudio: La recombinación es crucial para la segregación apropiada de cromosomas en las células de gérmenes

De las instalaciones del aguacate a la levadura del panadero, los seres humanos a las cebras, los organismos sexual que se reproducen deben crear las células de germen que contienen mitad del número de cromosomas encontraron en una célula de carrocería típica. Cuando estas células de germen -- por ejemplo esperma y el huevo -- venido junto durante la fertilización, el número regular de cromosomas se restablece.

El proceso biológico que produce las células de germen es un tipo de meiosis llamada división celular. Como resultado de meiosis, cada célula de germen contiene solamente una copia de cada uno de los cromosomas emparejados encontrados en una célula de carrocería. (En seres humanos, ése es 23 cromosomas comparado con los 46 usuales).

Además de reducir el número de cromosoma, la meiosis también mezcla el material genético en los cromosomas maternales y paternales que se encuentran en cada uno de nuestras células. Los cromosomas rompen y después intercambian segmentos cruzando encima el uno con el otro antes de ser dividida hacia arriba en las células de hija.

Éste que se mezcla es porqué usted y sus hermanos parecen diferentes a pesar de tener los mismos padres: La esperma y el huevo que vinieron juntos hacerle cada uno contuvieron una combinación única de cromosomas maternales y paternales.

La meiosis es uno de los procesos más importantes de toda la biología, con todo mucha ha seguido siendo misteriosa sobre sus fundamentales. Particularmente, ha sido de largo una pregunta cómo los pequeños cromosomas no consiguen perdidos en la barajadura de la fractura y de la recombinación al competir con los cromosomas diez veces su talla.

Hemos sabido durante algún tiempo que cromosomas más pequeños tienen un índice más alto de interruptores del doble-cabo de la DNA -- los interruptores que recombinación iniciado. S “pero ella era no entendibles cómo los pequeños cromosomas manejan perforar encima de su peso en términos de fabricación de estos interruptores.”

Scott Keeney, biólogo molecular, instituto de Sloan Kettering, National Academy of Sciences

Ahora, él dice, las personas de su laboratorio han resuelto el rompecabezas. Hajime Murakami, científico mayor de la investigación en el laboratorio de Keeney, llevó la investigación y es autor co-correspondiente, junto con el Dr. Keeney, en un nuevo papel que describía sus conclusión publicadas el 6 de mayo en la naturaleza del gorrón.

No hace usted, olvidar mí

Para los cromosomas, la recombinación no es apenas los medios efectivos de generar diversidad genética. Es también crucial para la segregación apropiada de cromosomas en las células de gérmenes. Si no ocurre esta recombinación, después la segregación de cromosomas ocurre aleatoriamente y puede dar lugar a una distribución desigual de cromosomas en las células de hija. Teniendo el número incorrecto de cromosomas en un huevo o una esperma se llama un aneuploide y es una causa principal de los defectos de nacimiento.

El primer paso de la recombinación está rompiendo los dos cabos del doble hélice de la DNA -- llamó un interruptor del doble-cabo (DSB). Las proteínas especiales (un Spo11 llamado incluyendo, que el Dr. Keeney descubrió hace más de dos décadas) crean DSBs en cromosomas. Las piezas maternales y paternales de cada par del cromosoma entonces encuentran uno otro, y el cromosoma no-fragmentado se utiliza mientras que un patrón para reparar el interruptor en el cromosoma fragmentado.

Después de este proceso de la fractura y de la reparación, los cromosomas maternales y paternales esencialmente se atan juntos, tales que si usted tirara en uno usted traería a su socio con él. Resulta que el este atar temporal del nudo es una parte crucial de la manera que las células saben que las dos piezas de los pares del cromosoma están listas para ser dividido en diversas células. Cada par del cromosoma, por lo tanto, necesita por lo menos un DSB asegurarse que consiga segregado correctamente.

“Si la formación de DSB fuera un proceso al azar, suceso ciego a través de todos los cromosomas, después usted contaba con que los cromosomas muy pequeños consiguieran a veces saltados encima,” al Dr. Murakami dice. “Solamente eso no suceso típicamente.”

Si el hecho, él dice, los pequeños cromosomas tiene un índice más alto de fractura y de recombinación que más de largo los cromosomas para un largo dado de la DNA.

El Dr. Keeney, el Dr. Murakami, y sus colegas ahora muestran cómo suceso esto: Reclutando más de las proteínas que rompen los cromosomas para iniciar la recombinación, y aferrándose a ellos para cromosomas más largos, pequeños asegúrese de que no están olvidados.

Dando a pequeños cromosomas un alza

Los investigadores llegaron a sus conclusiones con una serie de experimentos elegantes conducto en la levadura Saccharomyces Cerevisiae, un organismo eucariótico simple con 16 cromosomas, incluyendo tres que son muy pequeños. En un experimento pidieron: qué suceso si usted hizo un cromosoma corto largo sujetándolo a un vecino más largo; ¿sin embargo se comportaría como un cromosoma corto en términos de reclutamiento de los factores de fractura? La respuesta era sí.

También preguntaron qué suceso si usted hizo un cromosoma largo corto truncándolo por la mitad; ¿se comportaría como un cromosoma corto? No hizo. Estos resultados muestran que hay un factor que es intrínseco a un pequeño cromosoma que determine su comportamiento, bastante que su talla por sí mismo.

Esta “alza extra” que los pequeños cromosomas hacen que las ayudas expliquen cómo pueden perforar encima de su peso, asegurando la recombinación en cada cromosoma, no importa cómo es pequeño.