Сестринский обмен хроматид - Sister chromatid exchange

Метафазное распространение клеточной линии, показывающей кольцевая хромосома (R) и несколько обменов сестринских хроматид (SCE), некоторые из которых указаны стрелками.
Схема обмена сестринских хроматид. Концы хроматид в нижней части перевернуты.

Сестринский обмен хроматид (SCE) - это обмен генетическим материалом между двумя идентичными сестринские хроматиды.

Впервые это было обнаружено с помощью Окрашивание по Гимзе метод на одном хроматида принадлежал к сестринскому комплексу хроматид перед анафаза в митоз. Окрашивание показало, что сестринской хроматиде было передано несколько сегментов, которые не были окрашены. Окрашивание по Гимзе могло окрашивать из-за присутствия бромдезоксиуридин аналогичное основание, которое вводили в желаемую хроматиду.

Причина (SCE) неизвестна, но она требуется и используется в качестве мутагенный тестирование многих продуктов. От четырех до пяти обменов сестринских хроматид на пару хромосом за один митоз имеет нормальное распределение, в то время как 14–100 обменов не являются нормальными и представляют опасность для организма. SCE повышается при патологиях, включая: Синдром Блума, имеющий скорость рекомбинации ~ 10-100 раз выше нормы, в зависимости от типа клетки.[1][2] Частые SCE также могут быть связаны с формированием опухоли.

Обмен сестринских хроматид также чаще наблюдается у B51 (+) Болезнь Бехчета.[3]

Митоз

Митотический рекомбинация в почкующихся дрожжах Saccharomyces cerevisiae в первую очередь результат Ремонт ДНК процессы, реагирующие на спонтанные или индуцированные повреждения, возникающие во время вегетативного роста.[4]} (См. Также обзор у Bernstein and Bernstein, pp 220–221.[5]). Чтобы дрожжевые клетки восстанавливали повреждения гомологичная рекомбинация, в том же самом ядре должна присутствовать вторая молекула ДНК, имеющая гомологию последовательности с участком, который должен быть репарирован. В диплоид ячейка в Фаза G1 клеточного цикла такая молекула присутствует в виде гомологичной хромосомы. Однако в Фаза G2 клеточного цикла (после репликации ДНК) также присутствует вторая гомологичная молекула ДНК: сестринская хроматида. Доказательства показывают, что из-за особого близкого родства, которое они разделяют, сестринские хроматиды не только предпочтительнее отдаленных гомологичных хроматид в качестве субстратов для рекомбинационной репарации, но и обладают способностью восстанавливать больше повреждений ДНК, чем гомологи.[6]открытый доступ

Мейоз

В геномы из диплоид организмы в естественных популяциях очень полиморфны по вставки и удаления. В течение мейоз двухцепочечные разрывы (DSB), которые образуются в таких полиморфных областях, должны быть устранены меж-сестринская хроматида обмен, а не обмен между гомологами. Изучение рекомбинации на молекулярном уровне во время мейоза почкующихся дрожжей показало, что события рекомбинации, инициированные DSBs в областях, которые лишены соответствующих последовательностей в несестринском гомологе, эффективно репаратируются с помощью межсестринской рекомбинации хроматид.[7]открытый доступ Эта рекомбинация происходит с тем же временем, что и межгомологичная рекомбинация, но с пониженными (в 2-3 раза) выходами Холлидей Джанкшн совместные молекулы. Это исследование и сопоставимые данные других организмов (например, павлина[8]), указывает на то, что межсестринская рекомбинация происходит часто во время мейоза, и до одной трети всех событий рекомбинации происходит между сестринскими хроматидами, хотя в основном за счет пути, который не включает промежуточные соединения Холлидея.[7]

Смотрите также

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ Langlois, R.G .; Bigbee, W. L .; Jensen, R.H .; Дж. Герман (январь 1989 г.). «Доказательства увеличения in vivo мутации и соматической рекомбинации при синдроме Блума». Proc Natl Acad Sci U S A. 86 (2): 670–4. Дои:10.1073 / pnas.86.2.670. ЧВК  286535. PMID  2911598.
  2. ^ Кусуноки, Ёитиро; Хаяси, Томонори; Хираи, Юко; Кусиро, Дзюн-Ичи; Тацуми, Коити; Курихара, Такаюки; Згал, Мохамед; Камун, Мохамед Р .; Такебе, Хираку; Джеффрис, Алек; Накамура, Нори; Акияма, Митоши (июнь 1994 г.). «Повышенная скорость спонтанной митотической рекомбинации в Т-лимфоцитах у пациента с синдромом Блума с использованием проточно-цитометрического анализа в локусе HLA-A». JPN J Cancer Res. 85 (6): 610–8. Дои:10.1111 / j.1349-7006.1994.tb02403.x. ЧВК  5919530. PMID  8063614.
  3. ^ Икбал М., Атасой М., Пирим И., Алиагаоглу С., Каратай С., Эрдем Т. (февраль 2006 г.). «Изменение частот обмена сестринских хроматид при болезни Бехчета с HLA-B51 и без него». J Eur Acad Dermatol Venereol. 20 (2): 149–52. Дои:10.1111 / j.1468-3083.2006.01386.x. PMID  16441621.
  4. ^ Саймингтон Л.С., Ротштейн Р., Лисби М. (2014). «Механизмы и регуляция митотической рекомбинации у Saccharomyces cerevisiae». Генетика. 198 (3): 795–835. Дои:10.1534 / genetics.114.166140. ЧВК  4224172. PMID  25381364.
  5. ^ Бернштейн, К; Бернштейн, Х (1991). Старение, секс и восстановление ДНК. Сан-Диего: Academic Press. ISBN  978-0120928606.
  6. ^ Кадык Л.С., Хартвелл Л.Х. (1992). «Сестринские хроматиды предпочтительнее гомологов в качестве субстратов для рекомбинационной репарации у Saccharomyces cerevisiae». Генетика. 132 (2): 387–402. ЧВК  1205144. PMID  1427035.
  7. ^ а б Гольдфарб Т, Лихтен М (2010). «Частое и эффективное использование сестринской хроматиды для репарации двухцепочечных разрывов ДНК во время мейоза почкующихся дрожжей». PLoS Biol. 8 (10): e1000520. Дои:10.1371 / journal.pbio.1000520. ЧВК  2957403. PMID  20976044.
  8. ^ Павлин WJ (1970). «Репликация, рекомбинация и хиазмы в Goniaea australasiae (Orthoptera: Acrididae)». Генетика. 65 (4): 593–617. ЧВК  1212469. PMID  5518507.