Обмен сестринскими хроматидами
Обмен сестринскими хроматидами ( SCE ) – это обмен генетическим материалом между двумя идентичными сестринскими хроматидами .
Впервые он был обнаружен с помощью метода окрашивания по Гимзе на одной хроматиде, принадлежащей сестринскому комплексу хроматид, перед анафазой в митозе . Окрашивание показало, что к сестринской хроматиде перешло несколько неокрашенных сегментов.Окрашивание по Гимзе было возможным благодаря присутствию основания, аналогичного бромдезоксиуридину , которое было введено в нужную хроматиду.
Причина (SCE) неизвестна, но она необходима и используется в качестве мутагенного тестирования многих продуктов. Четыре-пять обменов сестринских хроматид на пару хромосом, за митоз находится в нормальном распределении, а 14-100 обменов ненормальны и представляют опасность для организма. SCE повышен при патологиях, включая синдром Блума , при этом скорость рекомбинации примерно в 10–100 раз превышает норму, в зависимости от типа клеток. [1] [2] Частые СХЭ также могут быть связаны с образованием опухолей .
Обмен сестринских хроматид также чаще наблюдался при B51 (+) болезни Бехчета . [3]
Митоз
[ редактировать ]Митотическая рекомбинация у почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae является, прежде всего, результатом процессов репарации ДНК в ответ на спонтанные или индуцированные повреждения, возникающие во время вегетативного роста. [4] } (Также рассмотрено в журнале Bernstein and Bernstein, стр. 220–221). [5] ). Чтобы дрожжевые клетки могли восстановить повреждения путем гомологичной рекомбинации , в том же ядре должна присутствовать вторая молекула ДНК, содержащая последовательность, гомологичную с участком, подлежащим восстановлению. В диплоидной клетке в фазе G1 клеточного цикла такая молекула присутствует в виде гомологичной хромосомы. Однако в фазе G2 клеточного цикла (после репликации ДНК) также присутствует вторая гомологичная молекула ДНК: сестринская хроматида . Имеющиеся данные указывают на то, что из-за особых близких отношений, которые 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] 
Мейоз
[ редактировать ]Геномы организмов диплоидных в природных популяциях высоко полиморфны по инсерциям и делециям . Во время мейоза двухцепочечные разрывы (DSB), которые образуются в таких полиморфных областях, должны восстанавливаться за счет межсестринского обмена хроматид , а не за счет обмена между гомологами. Исследование рекомбинации на молекулярном уровне во время мейоза почкующихся дрожжей показало, что события рекомбинации, инициированные DSB в регионах, в которых отсутствуют соответствующие последовательности в несестринском гомологе, эффективно репарируются посредством рекомбинации между сестринскими хроматидами. [7] Эта рекомбинация происходит в те же сроки, что и межгомологическая рекомбинация, но с уменьшенным (в 2–3 раза) выходом молекул соединения Холлидея . Это исследование и сопоставимые данные, полученные от других организмов (например, Peacock [8] ), указывает на то, что межсестринская рекомбинация часто происходит во время мейоза, и до одной трети всех событий рекомбинации происходит между сестринскими хроматидами, хотя в основном по пути, который не включает промежуточные соединения соединения Холлидея. [7]
Во время оогенеза у нематод Caenorhabditis elegans сестринская хроматида или даже одна и та же молекула ДНК может служить матрицей мейотической репарации как для кроссоверной, так и для некроссоверной рекомбинации . [9] Неперекрестные события являются наиболее частым исходом рекомбинации . Для двухцепочечных разрывов ДНК, индуцированных на протяжении профазы I мейоза, сестринский или внутрихроматидный субстрат доступен в качестве партнера по рекомбинационной репарации. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ланглуа, Р.Г.; Бигби, Вашингтон; Дженсен, Р.Х.; Герман, Дж. (январь 1989 г.). «Доказательства увеличения мутаций in vivo и соматической рекомбинации при синдроме Блума» . Proc Natl Acad Sci США . 86 (2): 670–4. Бибкод : 1989PNAS...86..670L . дои : 10.1073/pnas.86.2.670 . ПМК 286535 . ПМИД 2911598 .
- ^ Кусуноки, Ёитиро; Хаяси, Томонори; Хираи, Юко; Кусиро, Дзюн-Ичи; Тацуми, Коичи; Курихара, Такаюки; Згал, Мохамед; Камун, Мохамед Р.; Такэбе, Хираку; Джеффрис, Алек; Накамура, Нори; Акияма, Митоши (июнь 1994 г.). «Увеличенная скорость спонтанной митотической рекомбинации в Т-лимфоцитах у пациента с синдромом Блума с использованием проточно-цитометрического анализа в локусе HLA-A» . Jpn J Рак Res . 85 (6): 610–8. дои : 10.1111/j.1349-7006.1994.tb02403.x . ПМК 5919530 . ПМИД 8063614 .
- ^ Икбал М., Атасой М., Пирим И., Алиагаоглу С., Каратай С., Эрдем Т. (февраль 2006 г.). «Изменение частоты обмена сестринских хроматид при болезни Бехчета с HLA-B51 и без него». J Eur Acad Дерматол Венереол . 20 (2): 149–52. дои : 10.1111/j.1468-3083.2006.01386.x . ПМИД 16441621 . S2CID 28906261 .
- ^ Симингтон 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 . ПМК 4224172 . ПМИД 25381364 .
- ^ Бернштейн, К; Бернштейн, Х. (1991). Старение, пол и восстановление ДНК . Сан-Диего.: Академическая пресса. ISBN 978-0120928606 .
- ^ Кадык Л.К., Хартвелл Л.Х. (1992). «Сестринские хроматиды предпочтительнее гомологов в качестве субстратов для рекомбинационной репарации у Saccharomyces cerevisiae» . Генетика . 132 (2): 387–402. дои : 10.1093/генетика/132.2.387 . ПМК 1205144 . ПМИД 1427035 .
- ^ Jump up to: а б Гольдфарб Т., Лихтен М. (2010). «Частое и эффективное использование сестринской хроматиды для восстановления двухцепочечного разрыва ДНК во время мейоза почкующихся дрожжей» . ПЛОС Биол . 8 (10): е1000520. дои : 10.1371/journal.pbio.1000520 . ПМК 2957403 . ПМИД 20976044 .
- ^ Пикок WJ (1970). «Репликация, рекомбинация и хиазмы у Goniaea australasiae (Orthoptera: Acrididae)» . Генетика . 65 (4): 593–617. дои : 10.1093/генетика/65.4.593 . ПМЦ 1212469 . ПМИД 5518507 .
- ^ Jump up to: а б Тораасон, Эрик; Горачек, Анна; Кларк, Корделл; Гловер, Марисса Л.; Адлер, Виктория Л.; Премкумар, Толкаппиян; Салаген, Алина; Коул, Франческа; Либуда, Диана Э. (апрель 2021 г.). «Репарация мейотического разрыва ДНК может использовать гомолог-независимые матрицы хроматид у C. elegans» . Современная биология . 31 (7): 1508–1514.e5. Бибкод : 2021CBio...31E1508T . дои : 10.1016/j.cub.2021.03.008 . ISSN 0960-9822 . ПМК 8189575 . ПМИД 33740427 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сестра+хроматиды+обмен в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)