Las pistas para el cromosoma crossovers 13-Feb-2013

Contacto: Andy Fell

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Universidad de California - Davis

Indicios de crossovers de cromosomas

IMAGEN: Esta muestra pares de cromosomas entrelazados durante crossover, un paso clave en la meiosis. Manchas verdes muestran la ubicación de RNF212, una proteína ahora demostrado ser importante en la iniciación y la estabilización de ...

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El laboratorio de Neil Hunter en la Davis Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de California ha puesto otra pieza en el rompecabezas de cómo la reproducción sexual baraja genes mientras se asegura de espermatozoides y óvulos obtener el número correcto de cromosomas.

La base de la reproducción sexual es que un óvulo fertilizado se pone la mitad de sus cromosomas de cada padre - esperma y los huevos cada uno contribuyendo con una pareja en cada par de cromosomas. Los seres humanos tienen 23 pares de 46 cromosomas: por lo que nuestro esperma u óvulos tienen 23 cromosomas cada uno.

Antes de llegar a la parte del sexo, sin embargo, los óvulos y los espermatozoides tienen que ser formados a partir de las células del cuerpo regulares que contienen el doble de cromosomas. Esto sucede a través de un tipo especializado de la división celular, la meiosis.

Durante la meiosis, las parejas de cada par de cromosomas tienen que, bueno, pareja por "cruzar" entre sí. Cada par de cromosomas debe ser conectado por al menos una de cruce de modo que cuando las parejas se separan, se entregan a la esperma separado o células de huevo.

Estas cruces también significan que los cromosomas pueden intercambiar trozos de ADN entre sí, de barajar genética para la próxima generación. Pero si se forman muy pocos cruces, gametos terminan con el número incorrecto de cromosomas, una situación que puede causar enfermedades de infertilidad, aborto involuntario embarazo o cromosómicos, como el síndrome de Down.

Estudios a gran escala de la genética humana han demostrado que el número de cruces que se forman durante la meiosis se encuentra bajo control genético. Por otra parte, las mujeres que hacen más crossovers tienden a tener más hijos. Un gen sugirió para controlar los números de cruce en los seres humanos, llamados RNF212, es objeto de un nuevo estudio de la Universidad de California Davis investigadores dirigidos por el profesor Neil Hunter.

Hunter estudia cómo crossovers forma y los cromosomas se separan en el Departamento de Microbiología de la Universidad de California Davis y Genética Molecular y el Centro Integral del Cáncer. En 2009, fue galardonado con una beca de la carrera temprana del Instituto Médico Howard Hughes.

Pares de cromosomas entrelazados durante la meiosis. Puntos verdes muestran la ubicación de RNF212. (Neil Hunter / UC Davis) El último trabajo del laboratorio de Hunter, publicado 10 de febrero enNature Genetics, muestra que RNF212 es esencial para el entrecruzamiento en células de mamífero. Crossover forman por un proceso denominado recombinación homóloga, en la que los cromosomas se rompen primero y entonces repararse por acoplamiento con un cromosoma plantilla coincidente. Aunque cientos de eventos de recombinación se inician en cada célula, sólo una o dos cruces formarán entre cualquier par dado de cromosomas.

"No hay un sitio especial, predeterminado para un crossover. Puede ocurrir en cualquier lugar a lo largo de un cromosoma. Pero tiene que haber al menos uno y no siempre es ", dijo Hunter.

En una serie de experimentos en células de ratón, el estudiante graduado abril Reynolds, Hunter y sus colegas encontraron que la proteína RNF212 define dónde crossovers se producirán mediante la unión a sólo uno o dos sitios de recombinación por cromosoma donde desencadena la acumulación de la maquinaria de proteína que realmente lleve a a cabo el corte y empalme de ADN.

Los ratones que carecían del gen para RNF212 eran estériles. Los ratones que tenían una copia funcional del gen eran fértiles, pero un examen cuidadoso hubo menos cruces formadas mientras que el esperma y los huevos se estaban haciendo que en los ratones normales, que podría reducir la fertilidad. Es posible que esto podría estar vinculado a algunas de las causas de la infertilidad en los seres humanos.

No queda claro cómo cada par de cromosomas siempre se las arregla para cruce al menos una vez. Pero Hunter dice que está "convencido de que RNF212 es la clave para la comprensión de este problema único en el cromosoma de la biología."

La lista de autores completa del artículo es: April Reynolds, Huanyu Qiao, YE Yang, Chen Jefferson, Neil Jackson, y Kajal Biswas, todos en el laboratorio de Hunter en la UC Davis; J Kim Holloway, Universidad de Cornell; Frédéric Baudat y Bernard de Massy, ??Centre National de Recherche Scientifique, Montpellier, Francia; Jeremy Wang, de la Universidad de Pensilvania; Christer Höög, Karolinska Institutet, Estocolmo, Suecia; Paula Cohen, de la Universidad de Cornell; Y Neil Hunter.

El trabajo fue apoyado por el NIH y el HHMI