Informacija

Što su zapravo centromeri *?

Što su zapravo centromeri *?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Shvatio sam da je centromera regija* u kojoj se DNK još čvršće povezuje (oko proteina različitog od histona) i kromatide se 'spajaju'. Međutim, još uvijek sam u mraku što se tiče njegove fizičke strukture i funkcioniranja.

U kojem trenutku tijekom replikacije DNK nastaje centromera i kako nastaje? Kako drži kromatide zajedno (koje su njegove komponente)?

Posebno:

Kako se kontrolira pozicioniranje centromere pri stvaranju (vjerojatno tijekom diobe stanica)? Koje zastavice koriste enzimi u procesu izrade centromere kako bi im rekli da je to pravo mjesto: dio DNK koji "kaže" "Desni dio centromere, za pričvršćivanje na lijevi dio"?

Drugo, nakon kondenzacije u kromosome (npr. Tijekom profaze), jesu li sestrinske kromatide fizički isprepletene jedna oko druge ** u svrhu spajanja ili su jednostavno susjedne?

  • Postoji li 'petlja' u centromeri prebačena preko susjednih kromatida kako bi im se pridružila?
  • Ako su isprepletene, kako se to postiže tijekom replikacije DNK, dok se necentromerski dijelovi sestrinskih kromatida ne isprepliću?

Kako se centromera razgrađuje kako bi se kromatide odvojile (npr. Tijekom meoise 2 i anafaze)?

S pomalo nepovezane točke, na što se u centromerama vežu vretenasta vlakna i kako vrhovi rastućih vlakana to opažaju kako bi ih usmjerili u svom općem smjeru?


*(tj. ne postoji zasebni fizički objekt nazvan "centromera", već je to zbirka objekata u regiji)

** (Odnosno, s obzirom na druge molekule osim na kromatide, ako biste stegli gornji i donji kraj lijeve i desne kromatide i razdvojili ih, biste li ih mogli odvojiti, a da se ne zaključaju zajedno (u osnovi, sijeku li čvor) -teoretski)?)


U vašem je mnogo pitanja pitanje. Pokušat ću detaljno odgovoriti na svako pitanje.

Koje zastavice koriste enzimi u procesu izrade centromere kako bi im rekli da je to pravo mjesto

Postoje neki ponavljanja povezana s centromerom u DNK koja označavaju mjesto za sastavljanje centromera. Ne postoji poseban konsenzusni slijed ovog ponavljanja. Međutim, ova studija kaže da se u određenim slučajevima stvaraju stabilni kromosomi u nedostatku centromerijskih ponavljanja.

jesu li sestrinske kromatide fizički isprepletene jedna oko druge u svrhu spajanja ili su jednostavno susjedne?

Pridružuju im se proteini tzv kohezini. Kohezini izgledaju poput prstenova koji nastaju oko sestrinskih kromatida. Tijekom anafaze kompleks koji potiče anafazu (APC) aktivira enzim tzv odvojiti, što zauzvrat razgrađuje kohezin.

na što se u centromerama vežu vretenasta vlakna i kako vrhovi rastućih vlakana to opažaju kako bi ih usmjerili u svom općem smjeru?

Centromeri služe kao mjesto za sastavljanje kinetohor. Kinetohor je kompleks s više proteina koji stvara kontakt s vlaknima vretena (točnije, K-vlaknima. Pogledajte ovaj prethodni post). Bitna komponenta kinetohora je motorni protein dinejn zbog čega kitetochore puzi po vlaknima vretena, prema polu. Članak na wikipediji o kinetokori prilično je opisan i to možete uputiti radi pojedinosti.


Dopunski

Kako se kontrolira pozicioniranje centromere pri stvaranju (vjerojatno tijekom diobe stanica)?

Oznakama "centromere" dodaju se G1 (CENPA) i S faza (svi ostali članovi CCAN -a) staničnog ciklusa. Što se tiče načina na koji se pozicioniranje kontrolira ... odgovor je nepoznat. No čini se da se pri repliciranju sekvence centromere proteini iz izvorne centromere dijele između dvije nove kopije sekvence centromere DNA. Dakle, DNK sekvenca je centromera jer je bila centromera. No, kako je uopće došlo do toga da postane centromera, zasad nije poznato.


Centromera

The centromera je specijalizirana DNK sekvenca kromosoma koja povezuje par sestrinskih kromatida (dijada). [1] Tijekom mitoze, vretenasta vlakna se vežu za centromeru putem kinetohore. [2] Za centromere se prvo mislilo da su genetski lokusi koji usmjeravaju ponašanje kromosoma.

Fizička uloga centromere je da djeluje kao mjesto sastavljanja kinetohora - vrlo složene multiproteinske strukture koja je odgovorna za stvarne događaje segregacije kromosoma - tj. Vezanje mikrotubula i signaliziranje strojevima staničnog ciklusa kada svi kromosomi usvoje ispravne pričvršćenja na vreteno, tako da je sigurno da se dioba stanica nastavi dovršiti i da stanice uđu u anafazu. [3]

Općenito govoreći, postoje dvije vrste centromera. "Točkasti centromeri" vežu se na specifične proteine ​​koji prepoznaju određene sekvence DNA s visokom učinkovitošću. [4] Svaki komad DNA s točkastom centromerom DNK sekvencom obično će tvoriti centromeru ako je prisutan u odgovarajućoj vrsti. Najbolje okarakterizirani točkasti centromeri su oni iz kvasca koji pupi, Saccharomyces cerevisiae. "Regionalni centromeri" je termin skovan za opisivanje većine centromera, koje se tipično formiraju na regijama željene DNK sekvence, ali koje se mogu formirati i na drugim sekvencama DNA. [4] Čini se da je signal za stvaranje regionalne centromere epigenetski. Većina organizama, u rasponu od fisijskog kvasca Schizosaccharomyces pombe za ljude, imaju regionalne centromere.

S obzirom na mitotičku strukturu kromosoma, centromere predstavljaju suženo područje kromosoma (često se naziva i primarno suženje) gdje su dvije identične sestrinske kromatide najbliže u kontaktu. Kad stanice uđu u mitozu, sestrinske kromatide (dvije kopije svake molekule kromosomske DNA nastale replikacijom DNA u obliku kromatina) povezane su svojom dužinom djelovanjem kompleksa kohezina. Sada se vjeruje da se ovaj kompleks uglavnom oslobađa iz kraka kromosoma tijekom profaze, tako da se do trenutka kad se kromosomi poravnaju na sredini ravnine mitotičkog vretena (poznata i kao metafazna ploča), posljednje mjesto gdje su povezani međusobno su u kromatinu u centromeri i oko nje. [5]


Centromere

Točkasti centromeri

Centromere u kvascu koji pupi Saccharomyces cerevisiae su najbolje proučeni i shvaćeni. S. cerevisiae centromere kodiraju tri različita DNK elementa (CDE I, II i III) unutar regije od 125 bp ( Slika 1 ). Dva elementa (CDE I i III) apsolutno su očuvana i potrebna su za regrutiranje proteina centromere i kinetohora. Centromerijski histon CENP-A (Cse4p) regrutiran je u CDE II, centromerijski element koji varira slijedom, ali ne i veličinom, od kromosoma do kromosoma. Mala veličina centromera klica s pupoljcima, kao i strogo oslanjanje na interakcije DNK -protein pri sastavljanju rezultirali su detaljnim molekularnim kartama i modelima sastava centromera koji nedostaju većim eukariotima.

Slika 1. Centromerijska struktura u raznih eukariota. Shematski dijagram eukariotskih centromera. DNK sekvenca centromera razlikuje se među vrstama, ali je organizacija centromere i prisutnost proteina centromere očuvana. Kvasac koji se pupi (S. cerevisiae) centromere su 125 bp i sastoje se od tri različita elementa, od kojih su dva konzervirana (I i III). S. pombe (fisijski kvasac) centromere sadrže jedinstvenu središnju jezgru okruženu obrnutim unutarnjim i vanjskim ponavljanjima. Drosophila centromere se protežu za 200–420 kb i sadrže ponavljajuću DNA (crvene kutije) koja je prošarana transponiranim elementima (zelene linije). Ljudski centromeri sastoje se od tandemno ponavljane alfa-satelitske DNK raspoređene u ponavljanja višeg reda koji se protežu kroz nekoliko megabaza.


Tamna središta kromosoma otkrivaju drevnu DNK

Središnje područje kromosoma, centromera, sadrži DNK koja je preživjela uglavnom nepromijenjena stotinama tisuća godina, otkrili su istraživači s UC Davis i Laboratorija Lawrence Berkeley. Dio ove DNK dolazi od neandertalaca ili drugih rođaka ili predaka ljudi prije nego što su moderni ljudi migrirali iz Afrike. Zasluge: Charles i Sasha Langley

Genetičari koji istražuju tamno srce ljudskog genoma otkrili su velike komade neandertalca i druge drevne DNK. Rezultati otvaraju nove načine za proučavanje kako se kromosomi ponašaju tijekom diobe stanica i kako su se promijenili tijekom ljudske evolucije.

Centromere se nalaze u sredini kromosoma, stisnutog "struka" na slici kromosoma iz udžbenika biologije. Centromera učvršćuje vlakna koja razdvajaju kromosome pri podjeli stanica, što znači da su zaista važna za razumijevanje onoga što se događa kada stanična dioba pođe po zlu, što dovodi do raka ili genetskih defekata.

No, DNK centromera sadrži mnogo ponavljajućih sekvenci, a znanstvenici nisu uspjeli pravilno mapirati ovu regiju.

"To je srce tame genoma, upozoravamo studente da ne idu tamo", rekao je Charles Langley, profesor evolucije i ekologije na UC Davis. Langley je viši autor u radu koji opisuje rad objavljen 18. lipnja u časopisu eŽivot.

Langley i kolege Sasha Langley i Gary Karpen iz Laboratorija Lawrence Berkeley i Karen Miga iz UC Santa Cruz zaključili su da bi mogli postojati haplotipovi - skupine gena koji su naslijeđeni zajedno u ljudskoj evoluciji - koji se protežu na ogromne dijelove naših genoma, pa čak i preko centromera.

To je zato što centromera ne sudjeluje u "crossover" procesu koji se događa kada se stanice podijele kako bi formirale spermu ili jajašca. Tijekom križanja upareni kromosomi nižu se jedan do drugog i udovi im se križaju, ponekad režući i spajajući DNK između njih tako da se geni mogu miješati. No, skretnice padaju na nulu u blizini centromera. Bez tog miješanja u svakoj generaciji, centromere bi mogle sačuvati vrlo drevne dijelove DNK netaknute.

Istraživači su tražili nasljedne polimorfizme s jednim nukleotidom - nasljedne promjene u jednom slovu DNK - koji bi im omogućili mapiranje haplotipova u centromeri.

Prvo su pokazali da mogu identificirati centromerijske haplotipove, ili "cenhaps", u voćnih mušica Drosophila.

Taj nalaz ima dvije implikacije, rekao je Langley. Prvo, ako istraživači mogu razlikovati kromosome jedan od drugog po centromerama, mogu početi provoditi funkcionalne testove kako bi vidjeli imaju li te razlike utjecaj na to koji je dio DNK naslijeđen. Na primjer, tijekom stvaranja jaja, četiri kromatide nastaju iz dva kromosoma, ali samo jedan ulazi u jaje. Znanstvenici stoga žele znati: Prenose li se određeni haplotipovi centromera češće? I postoji li vjerojatnost da će neki haplotipovi biti uključeni u pogreške?

Drugo, istraživači mogu koristiti centromere za pregled predaka i evolucijskog podrijetla.

Prelazeći na ljudsku DNK, istraživači su pogledali sekvence centromera iz Projekta 1000 genoma, javnog kataloga varijacija ljudi. Otkrili su haplotipove koji obuhvaćaju centromere u svim ljudskim kromosomima.

Haplotipovi od prije pola milijuna godina

U X kromosomu u tim sekvencama genoma pronašli su nekoliko glavnih centromerijskih haplotipova koji predstavljaju loze koje se protežu pola milijuna godina unatrag. U genomu u cjelini većina se raznolikosti vidi među afričkim genomima u skladu s novijim širenjem ljudi s afričkog kontinenta. Jednu od najstarijih loza haplotipa centromera nisu nosili ti rani emigranti.

U kromosomu 11 pronašli su visoko divergentne haplotipove neandertalske DNK u neafričkim genomima. Ti su se haplotipovi razlikovali prije 700.000 do milijun godina, otprilike u vrijeme kad su se preci neandertalaca odvojili od drugih ljudskih predaka. Centromera kromosoma 12 također sadrži još stariji, arhaični haplotip za koji se čini da potječe od nepoznatog rođaka.

Ova neandertalska DNK na kromosomu 11 do danas bi mogla utjecati na razlike u osjećaju njuha. Stanice koje reagiraju na okus i miris nose receptore mirisa pokrenute posebnim kemijskim potpisima. Ljudi imaju oko 400 različitih gena za receptore mirisa. Trideset četiri od ovih gena nalaze se unutar haplotipa centromere kromosoma 11. Neandertalski centromerijski haplotipovi i drugi drevni haplotip čine oko polovicu varijacije ovih proteina receptora mirisa.

Poznato je iz rada drugih da genetske varijacije u receptorima mirisa mogu utjecati na osjet okusa i mirisa, no funkcionalni učinci varijacije pronađene u ovoj studiji tek se trebaju otkriti i analizirati njihov utjecaj na okus i miris.


Inaktivacija centromere nije izgubljena fuzijskim kromosomima Y


Shema fuzije kromosoma 9 i Y u palubu Tihog oceana koja je generirala "quotneo-Y" kromosom u japanskom moru. Takvi događaji fuzije obično se opažaju kod blisko povezanih vrsta.
Fotografiju dala Jennifer Cech.

Fantastična raznolikost broja kromosoma među vrstama svjedoči o prevalenciji događaja loma kromosoma i fuzije. Jedan primjer je ljudski kromosom 2, koji je nastao spajanjem kromosoma 2a i 2b čimpanze. Kad se stanice podijele kako bi se reproducirale, kromosomi se dupliciraju i svaka stanica kćer nasljeđuje jedan skup kromosoma. Centromere su mjesta na svakom kromosomu gdje se vlakna moraju vezati tijekom diobe stanice kako bi povukli svaki kromosom u jednu od stanica kćeri. Većina životinjskih kromosoma ima jedan centrometar na svakom kromosomu pa događaji loma ili fuzije mogu dovesti do gubitka ili povećanja centromera. Dok gubitak centromere često dovodi do toga da je kromosom "izrezan" ili ostavljen u središtu stanica koje se cijepaju, dobitak centromere može biti jednako štetan, uzrokujući daljnji lom dok stanice pokušavaju povući kromosom u suprotnim smjerovima. Unatoč tim rizicima, "fuzije quotchromosoma su prilično česte tijekom evolucije", rekao je dr. Peichel. Mnogi primjeri stabilnih fuzija kromosoma među životinjskim vrstama, najčešće tvoreći kromosome s dva centromera zvana dicentrični, ukazuju na to da postoje mehanizmi za stabilizaciju novonastalih dicentričnih kromosoma i sprječavanje njihovog loma tijekom diobe stanica. U proteklih 35 milijuna godina bilo je nekoliko fuzijskih događaja kromosoma u obitelji ribica (Gasterosteidae). U laboratoriju Peichel, koji se nekada nalazio u odjelima za ljudsku biologiju i osnovne znanosti Fred Hutch, a sada se nalazi na Sveučilištu u Bernu u Švicarskoj, bivša je studentica Jennifer Cech okarakterizirala novonastali dcentrični kromosom u japanskoj morskoj ribi. Njezina je studija nedavno objavljena u Istraživanje kromosoma. Doktor Peichel rekao je da je njihova studija prva kvoto koja je identificirala mehanizme koji omogućuju postojanje dicentričnih kromosoma s potencijalno štetnim učincima u prirodnim populacijama. & Quot

Zajednička karakteristika gotovo svih centromera je vezanje proteina zvanog CENP-A koji čini bazu velikog proteinskog kompleksa zvanog kinetohora koji se veže za vlakna radi razdvajanja kromosoma tijekom diobe stanica. Dakle, prisutnost proteina CENP-A implicira da je centromera funkcionalna za izravnu segregaciju tijekom diobe stanica. "Quotneo-Y" fuzijski kromosom u vrsti Japanskog mora kombinacija je kromosoma 9 i Y kromosoma, koji nisu stopljeni u vrstama Tihog oceana. Kako bi utvrdili jesu li oba centromera neo-Y sposobna vezati CENP-A, znanstvenici su upotrijebili antitijelo koje su generirali u prethodnoj studiji za lociranje proteina CENP-A na izoliranim kromosomima palica. Otkrili su da je CENP-A lokaliziran na primarnoj točki suženja svih kromosoma vrsta Tihog oceana, uključujući kromosom 9 i Y kromosom. Neo-Y kromosom japanskog morskog palca, međutim, imao je samo jednu regiju bojenja CENP-A, što je odgovaralo kromosomu 9 centromere u predačkim vrstama.

Otkrivši da je ovaj protein ili epigenetski marker centromere izgubljen u fuzijskom kromosomu Japanskog mora, znanstvenici su htjeli utvrditi je li se temeljni slijed DNK promijenio. Njihov je cilj bio uhvatiti evoluciju na djelu i vidjeti što je prije: promjena u DNK slijedu ili promjena vezanja CENP-A? U svojoj prethodnoj studiji, laboratorij Peichel identificirao je zajednički slijed na svakom centromeru ribe iz Tihog oceana. U ovom su istraživanju proširili svoju analizu slijeda Y kromosoma Tihog oceana, a također su proučavali i & quotneo-Y & quot; fuzijski kromosom japanskog morskog palca. Otkrili su da je njihova DNK sonda, koja je označila centromeru svih autosoma i X kromosom vrste Tihog oceana, samo slabo hibridizirana u točku suženja kromosoma Y u toj vrsti. Zanimljivo je da se DNK sonda uopće nije hibridizirala s točkom suženja Y kromosoma u neo-Y fuzijskom kromosomu Japanskog mora. Nasuprot tome, učinkovito je označio centromeru na neo-Y koja je odgovarala kromosomu predaka 9. Nedostatak sekvence centromere na kromosomu Y Tihog oceana, koju je teško sakupiti za centromere čak i u dobro proučenim organizmima zbog njihove ponavljajuće prirode, znanstvenici ne mogu utvrditi je li sekvenca centromere izbrisana ili je jednostavno promijenjena na neo-Y. Međutim, oni mogu zaključiti da je došlo do genetskih promjena koje sprječavaju prepoznavanje pomoću DNK sonde koja prepoznaje predak Y centromere, iako slabo.

Trenutno članovi istraživačke skupine dr. Peichela rade na proučavanju evolucije Y kromosoma kod ovih i drugih vrsta štapića s fuzijama Y kromosoma. & quotKao i kod ljudi i miševa, štapići su razvili [malo] drugačiju sekvencu na Y kromosomu, ali ne znamo točno po čemu se razlikuje, [ili kako utječe na njegovu funkciju ili segregaciju]. & quot & Budući da je centromere zaista teško postaviti , na ovo je pitanje teško odgovoriti, ali postižemo određeni napredak. Ostanite uz nas! & Quot

Čeh JN, Peichel CL. 2016. & quotCenteromera inaktivacija na neo-Y fuzijskom kromosomu u trospinalnoj ribi palici. & Quot Istraživanje kromosoma.

Ovo istraživanje financirali su Nacionalna zaklada za znanost, Nacionalni instituti za zdravlje i Centar za istraživanje raka Fred Hutchinson.


Tamna središta kromosoma otkrivaju drevnu DNK

Genetičari koji istražuju tamno srce ljudskog genoma otkrili su velike komade neandertalca i druge drevne DNK. Rezultati otvaraju nove načine proučavanja kako se kromosomi ponašaju tijekom diobe stanica i kako su se promijenili tijekom ljudske evolucije.

Centromere se nalaze u sredini kromosoma, stisnutog "struka" na slici kromosoma iz udžbenika biologije. Centromera učvršćuje vlakna koja razdvajaju kromosome pri podjeli stanica, što znači da su zaista važna za razumijevanje onoga što se događa kada dioba stanice pođe po zlu, što dovodi do raka ili genetskih defekata.

No, DNK centromera sadrži mnogo ponavljajućih sekvenci, a znanstvenici nisu uspjeli pravilno mapirati ovu regiju.

"To je srce tame genoma, upozoravamo studente da ne idu tamo", rekao je Charles Langley, profesor evolucije i ekologije na UC Davis. Langley je stariji autor u radu koji opisuje rad objavljen u nadolazećem broju časopisa eŽivot.

Langley i kolege Sasha Langley i Gary Karpen iz Laboratorija Lawrence Berkeley i Karen Miga iz UC Santa Cruz zaključili su da bi mogli postojati haplotipovi - skupine gena koji se nasljeđuju zajedno u ljudskoj evoluciji - koji se protežu na ogromne dijelove naših genoma, i čak i preko centromere.

To je zato što centromera ne sudjeluje u "crossover" procesu koji se događa kada se stanice podijele kako bi formirale spermu ili jajašca. Tijekom križanja upareni kromosomi nižu se jedan do drugog i udovi im se križaju, ponekad režući i spajajući DNK između njih tako da se geni mogu miješati. No, skretnice padaju na nulu u blizini centromera. Bez tog miješanja u svakoj generaciji, centromere bi mogle sačuvati vrlo drevne dijelove DNK netaknute.

Istraživači su tražili nasljedne polimorfizme s jednim nukleotidom - nasljedne promjene u jednom slovu DNK - koji bi im omogućili mapiranje haplotipova u centromeri.

Prvo su pokazali da mogu identificirati centromerijske haplotipove, ili "cenhaps", u Drosophila voćne muhe.

Taj nalaz ima dvije implikacije, rekao je Langley. Prvo, ako istraživači mogu razlikovati kromosome jedan od drugog po centromerama, mogu početi provoditi funkcionalne testove kako bi vidjeli imaju li te razlike utjecaj na to koji je dio DNK naslijeđen. Na primjer, tijekom stvaranja jaja, četiri kromatide nastaju iz dva kromosoma, ali samo jedan ulazi u jaje. Znanstvenici stoga žele znati: Prenose li se određeni haplotipovi centromera češće? I postoji li vjerojatnost da će neki haplotipovi biti uključeni u pogreške?

Drugo, istraživači mogu koristiti centromere za pregled predaka i evolucijskog podrijetla.

Prelazeći na ljudsku DNK, istraživači su pogledali sekvence centromera iz Projekta 1000 genoma, javnog kataloga varijacija ljudi. Otkrili su haplotipove koji obuhvaćaju centromere u svim ljudskim kromosomima.

Haplotipovi od prije pola milijuna godina

U X kromosomu u tim sekvencijama genoma pronašli su nekoliko glavnih centromerijskih haplotipova koji predstavljaju loze koje se protežu pola milijuna godina unatrag. U genomu u cjelini većina se raznolikosti vidi među afričkim genomima u skladu s novijim širenjem ljudi s afričkog kontinenta. Jednu od najstarijih loza haplotipa centromera nisu nosili ti rani emigranti.

U kromosomu 11 pronašli su visoko divergentne haplotipove neandertalske DNK u neafričkim genomima. Ti su se haplotipovi razlikovali prije 700.000 do milijun godina, otprilike u vrijeme kad su se preci neandertalaca odvojili od drugih ljudskih predaka. Centromera kromosoma 12 također sadrži još stariji, arhaični haplotip za koji se čini da potječe od nepoznatog rođaka.

Ova neandertalska DNK na kromosomu 11 do danas bi mogla utjecati na razlike u osjećaju njuha. Stanice koje reagiraju na okus i miris nose receptore mirisa pokrenute posebnim kemijskim potpisima. Ljudi imaju oko 400 različitih gena za receptore mirisa. Trideset četiri od ovih gena nalaze se unutar haplotipa centromere kromosoma 11. Neandertalski centromerijski haplotipovi i drugi drevni haplotip čine oko polovicu varijacije ovih proteina receptora mirisa.

Poznato je iz rada drugih da genetske varijacije u receptorima mirisa mogu utjecati na osjet okusa i mirisa, no funkcionalni učinci varijacije pronađene u ovoj studiji tek se trebaju otkriti i analizirati njihov utjecaj na okus i miris.


Biologija Centromere biljaka

Biologija Centromere biljaka posvećen je istraživanju biljnih centromera. Poglavlja pokrivaju strukturu centromera iz nekoliko biljnih vrsta, uključujući Arabidopsis thaliana, rižu, kukuruz, pšenicu i repu, dok drugi odjeljci pokrivaju nekoliko jedinstvenih karakteristika povezanih s biljnim centromerama, uključujući klasične i moderne neocentromere, pogon centromera i pogrešnu podjelu centromera. Dodatna poglavlja posvećena su epigenetskoj modifikaciji i evoluciji biljnih centromera te razvoju i primjeni biljnih umjetnih kromosoma.

Napisala međunarodna skupina stručnjaka na tom području, Plant Centromere Biology vrijedan je priručnik za sve biljne znanstvenike koji rade na istraživanju biljnih genoma. Osim klupe, može poslužiti i kao korisno referentno oruđe ili udžbenik za više razrede fakulteta o citogenetici ili analizi genoma.

Autor Bios

Jiming Jiang je profesor hortikulture na Sveučilištu Wisconsin, Madison. Njegovo se istraživanje usredotočuje na molekularnu citogenetiku biljaka, biljne centromere, uzgoj krumpira i genomiku. Uz svoje istraživačke aktivnosti, dr. Jiang također predaje tečaj uvodne citogenetike, a izabrani je i suradnik Američkog udruženja za napredak znanosti.

James A. Birchler je kustos profesor bioloških znanosti na Sveučilištu Missouri-Columbia. Njegov laboratorij proučava ekspresiju gena u višestaničnih eukariota na genskoj i kromosomskoj razini, koristeći kukuruz i drosofilu kao eksperimentalne organizme. Dr Birchler je mnogo objavljivao u časopisima kao što su The New Phytologist, The Plant Cell i Genes and Chromatin, a on je i izabrani suradnik Američkog udruženja za napredak znanosti.


Uvod

Ljudski genom prostorno je organiziran unutar jezgri diferenciranih stanica. Postoji radijalni raspored kromosomskih teritorija (CT): kromosomi bogati genima, poput kromosoma 19 (HSA19) koncentriraju se u središtu jezgre, a više gena siromašnih kromosoma (npr. Kromosom 18) lokalizira se prema nuklearnoj periferiji (Croft i sur. ., 1999 Boyle i sur., 2001 Cremer i sur., 2001 Cremer i sur., 2003). Centromere se također općenito nalaze na nuklearnoj periferiji ili oko jezgri (Carvalho et al., 2001 Weierich et al., 2003 Gilchrist et al., 2004), dok se telomeri uglavnom nalaze u nuklearnoj unutrašnjosti (Weierich et al., 2003 ). Klasteri gena i pojedinačne kromosomske domene također imaju izrazitu lokalizaciju u odnosu na svoje CT (Volpi i sur., 2000 Williams i sur., 2002 Mahy i sur., 2002a).

U modelima organizama jasno je da nuklearna organizacija može regulirati ekspresiju gena (Spector, 2003). Podaci su u skladu s nuklearnom organizacijom koja je također odrednica ekspresije gena za ljudski genom. Stoga mogu postojati razlike u nuklearnoj organizaciji različitih tipova stanica. Doista, u nekim tipovima ljudskih stanica (amniociti i fibroblasti) s jezgrom u obliku plosnate/elipsoide, HSA18 se može naći prema nuklearnom središtu, a ne na nuklearnoj periferiji, što je tipično u stanicama s više sferičnih jezgri (limfociti, keratinociti, debelo crijevo) i epitelne stanice vrata maternice) (Cremer i sur., 2001 Cremer i sur., 2003). Kod miša su dokumentirane razlike u prostornoj i radijalnoj raspodjeli kromosoma u različitim tkivima životinje (Parada i sur., 2004.), kao i tijekom diferencijacije T stanica (Kim i sur., 2004.). Međutim, do danas nije zabilježena značajna promjena radijalnog položaja ljudskog kromosoma unutar jezgre tijekom diferencijacije, iako mogu postojati promjene u kromosomskim asocijacijama (Kuroda i sur., 2004.).

Unutar samih CT -a, položaj genskih grupa je promijenjen u različitim tipovima ljudskih stanica (Volpi i sur., 2000 Williams i sur., 2002). Ovaj aspekt nuklearne organizacije nije proučavan u ljudskim matičnim stanicama, ali kod miševa je viđeno pomicanje specifičnih gena iz CT -a nakon diferencijacije ES stanica (Chambeyron i Bickmore, 2004.). Ljudski centromeri su lokalizirani blizu ili nuklearne periferije ili jezgre (Carvalho i sur., 2001 Weierich i sur., 2003). Međutim, zabilježene su promjene distribucije centromera u odnosu na stanični ciklus, fiziološko ili stanje diferencijacije (pregledali Gilchrist i sur., 2004.). Osim toga, tijekom limfoidne i mijeloidne diferencijacije zabilježene su asocijacije centromera specifične za lozu u kromocentre, s ukupnim povećanjem skupljanja centromera prema kasnijim fazama diferencijacije (Beil i sur., 2002. Alcobia i sur., 2003.).

Ako nuklearna organizacija regulira ekspresiju gena, onda ona može imati ključnu ulogu u njezinu ograničavanju, jer se stanice sve više predaju putu diferencijacije. Stoga je važno utvrditi kako je genom organiziran u jezgri pluripotentnih stanica, a posebno u matičnim stanicama (Fisher i Merkenschlager, 2002.). Organizacija ljudskih kromosoma i centromera proučavana je u hemopoetskim matičnim stanicama (Cremer i sur., 2003.) i u matičnim stanicama CD34 + iz krvi iz pupkovine (Alcobia i sur., 2003.). Međutim, nije bilo studija nuklearne organizacije u hES stanicama.

Ljudske ES stanice izvedene su iz unutarnje stanične mase blastocista, i budući da se mogu samoobnavljati, imaju sposobnost diferenciranja u sva tri embrionalna sloja zametka kada se ubrizgavaju u teške kombinirane miševe s imunodeficijencijom (Thomson i sur., 1998). Očekuje se da će hES stanice biti važno oruđe za razumijevanje ranog razvoja čovjeka, s nadom da bi mogle imati i terapijski potencijal. Iako dijele mnoge značajke s mišjim ES (mES) stanicama, uključujući ekspresiju uobičajenih gena važnih za pluripotenciju, postoje i ključne razlike između mES i hES stanica (Pera i Trounson, 2004. Ginis i sur., 2004.). Štoviše, postoje temeljne razlike u organizaciji kromosoma između genoma čovjeka i miša. Stoga mES stanice ne mogu poslužiti kao prikladan model za proučavanje nuklearne organizacije ljudskih matičnih stanica i potrebno je istraživanje jezgre hES stanica.

Ovdje smo usporedili nuklearnu organizaciju diferenciranih ljudskih stanica s hES stanicama. Pokazali smo da hES stanice imaju radijalnu organizaciju kromosoma u jezgri koja se odnosi na gustoću gena i koja je tipična za mnoge različite vrste stanica. Međutim, nalazimo razlike u lokalizaciji kromosoma i genskih lokusa s poznatom ulogom u pluripotenciji. Također opisujemo razlike u položaju centromera u jezgri stanica hES.


Izjava o financiranju

E.M.D. financira Znanstvena zaklada Irska -PIYRA 13/YI/2187 (www.sfi.ie). A.A.D. financirala je postdoktorska stipendija Vlade Irske 2017/1324 od Irskog vijeća za istraživanje (www.research.ie) i Znanstvene zaklade Irska-PIYRA 13/YI/2187 dodijeljena E.M.D. B.L.C. financira Državna poslijediplomska stipendija Vlade Irske 2018/1208 od Irskog vijeća za istraživanje i Znanstvene zaklade Irska-PIYRA 13/YI/2187 dodijeljena E.M.D. Donatori nisu imali nikakvu ulogu u izradi studije, prikupljanju i analizi podataka, odluci o objavljivanju ili pripremi rukopisa.


Činjenice o kromosomima:

  • Prvi kromosom otkriven je 1800. godine kada su znanstvenici pod mikroskopom gledali stanice.
  • Thomas Morgan pomogao je povezati kromosome s nasljednim osobinama.
  • Jedna kopija kromosoma naslijeđena je od majke, a jedna kopija kromosoma od oca.
  • Voćna muha ima samo četiri para kromosoma.
  • Pas ima 39 parova kromosoma.
  • Krvne stanice zaustavljaju gubitak kromosoma u telomerima.
  • Jedini dio ljudske stanice koji nema par kromosoma su reproduktivne stanice.

Što si naučio?

  • Što rade kromosomi? Kromosomi pomažu zadržati DNA omotanu oko proteina.
  • Koliko parova kromosoma imaju ljudska bića? Ljudi imaju 23 para kromosoma.
  • Imaju li dječaci i djevojčice drugačiji skup kromosoma? Da, dječaci imaju jedan x i jedan y kromosom, a djevojčice samo dva x kromosoma.
  • Osobine se mogu naslijediti ili steći. Što znači steći? Stečene osobine znače da su se dogodile kroz okoliš, poput dobijanja gušće kose ako živite u hladnim regijama.
  • Imaju li sva stvorenja isti broj kromosoma? Ne, svaka vrsta ima svoj poseban broj kromosoma.
  • Back to – Biology


Gledaj video: Chromosome and Kinetochore (Kolovoz 2022).