Линейная хромосома - Linear chromosome

А линейная хромосома это хромосома который имеет линейную форму и содержит концевые концы. В большинстве эукариотические клетки, ДНК расположена в нескольких линейных хромосомах. Напротив, большинство прокариотические клетки обычно содержат единственное число круговая хромосома. Однако линейные хромосомы не ограничиваются эукариотическими организмами; некоторые прокариотические организмы также имеют линейные хромосомы, такие как Borrelia burgdorferi.[1] Фактически, эксперименты, в которых кольцевые хромосомы прокариотических организмов были линеаризованы, продемонстрировали, что некоторые прокариоты могут сохранять жизнеспособность даже с линейными хромосомами.[2]

В целом факторы, которые привели к эволюции линейных хромосом у эукариот, до конца не изучены. Один потенциал селективное давление в пользу линейных хромосом относится к размеру организма геном: линейные хромосомы могут транскрипция и проще репликация больших геномов. В организме с очень большим геномом круговые хромосомы потенциально могут вызвать проблемы, связанные с скручивающая деформация.[нужна цитата ]

Линейные хромосомы также в некотором смысле невыгодны или проблематичны, и одной из самых больших потенциальных проблем является проблема с окончанием репликации. Это явление происходит из-за направленности ферментов репликации ДНК, что приводит к постепенной потере генетического материала на концах линейных хромосом после каждого последующего цикла репликации клеток и ДНК. Чтобы смягчить негативные последствия этой постепенной потери генетического материала, эукариоты эволюционировали повторяющимися, некодирование концевые последовательности ДНК, известные как теломеры на концах хромосом. Эти повторяющиеся некодирующие последовательности теряются вместо важной кодирующей ДНК, и они пополняются с помощью ферментов, известных как теломеразы.[3] Однако теломеры не полностью предотвращают потерю кодирующей ДНК на концевых концах линейных хромосом. Фактически считается, что возможная потеря кодирующей ДНК в клеточных линиях внутри организма играет роль в старение.[нужна цитата ] Кроме того, данные свидетельствуют о том, что теломеры могут быть нестабильными и склонными к мутациям, которые приводят к развитию опухоли.[4] Мутации, которые приводят к конститутивной активности теломеразы, могут привести к потере клеточная смертность в линиях опухолевых клеток, что связано с развитием рак.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ Volff, J. N .; Альтенбухнер, Дж. (15 мая 2000 г.). «Новое начало с новыми концами: линеаризация круговых хромосом в процессе эволюции бактерий». Письма о микробиологии FEMS. 186 (2): 143–150. Дои:10.1016 / s0378-1097 (00) 00118-х. ISSN  0378-1097. PMID  10802162.
  2. ^ Цуй, Тайлинь; Моро-ока, Наоки; Осуми, Кацуфуми; Кодама, Кеничи; Осима, Таку; Огасавара, Наотаке; Мори, Хиротада; Ваннер, Барри; Ники, Хиронори (февраль 2007 г.). «Escherichia coli с линейным геномом». EMBO отчеты. 8 (2): 181–187. Дои:10.1038 / sj.embor.7400880. ISSN  1469-221X. ЧВК  1796773. PMID  17218953.
  3. ^ Хойман, Джон М. (ноябрь 1976 г.). «Модель репликации концов линейных хромосом». Исследования нуклеиновых кислот. 3 (11): 3167–3171. Дои:10.1093 / nar / 3.11.3167. ISSN  0305-1048. ЧВК  343160. PMID  188017.
  4. ^ Ishikawa, F .; Найто, Т. (1999-06-23). «Почему у нас линейные хромосомы? Дело Адама и Евы». Мутационные исследования. 434 (2): 99–107. Дои:10.1016 / s0921-8777 (99) 00017-8. ISSN  0027-5107. PMID  10422538.