¿Dónde estaríamos sin meiosis y recombinación? Para empezar, ninguno de nosotros, los organismos de reproducción sexual, estaríamos aquí, porque así es como se producen los espermatozoides y los óvulos. Y cuando la meiosis no funciona correctamente, puede provocar infertilidad, aborto espontáneo, defectos de nacimiento y trastornos del desarrollo.
El laboratorio de Neil Hunter en la Facultad de Ciencias Biológicas de UC Davis está descifrando los complejos detalles de cómo funciona la meiosis. En un nuevo artículo publicado en línea el 6 de enero en la revista ciencia , el grupo de Hunter describe nuevos actores clave en la meiosis, proteínas llamadas SUMO y ubiquitina y máquinas moleculares llamadas proteasomas. La ubiquitina ya es conocida como una proteína pequeña que "etiqueta" otras proteínas para que sean destruidas por los proteasomas astillas de madera para proteínasSUMO es un pariente cercano de la ubiquitina.
El tango de meiosis
Durante la meiosis, los cromosomas participan en un baile complicado, pero intrincadamente controlado, para que cada esperma o célula de huevo :
Para lograr estos objetivos, las células meióticas pasan por dos rondas de división y una serie de etapas anteriores que puede encontrar en cualquier buen libro de texto de biología.
En preparación para la primera división, los cromosomas se asocian estrechamente en pares coincidentes y luego se conectan mediante el cruce, la ruptura y la unión de los brazos cromosómicos. Las conexiones proporcionadas por los cruces son importantes para la distribución precisa de los cromosomas. Sin cruces,la cantidad incorrecta de cromosomas puede terminar en los espermatozoides o los óvulos. Cruzar también baraja el mazo de ADN, creando nuevas combinaciones de las diferencias entre los cromosomas que heredamos de nuestros padres. Es por eso que los niños se parecen un poco a sus padres, pero no exactamente.
El laboratorio de Hunter y el laboratorio de su colega Valentine Börner Universidad Estatal de Cleveland ahora revelan los roles centrales de SUMO, ubiquitina y proteasomas en la meiosis. En total, los cromosomas tienen cientos de posibles sitios cruzados, pero solo unos pocos se convertirán en cruces realesDe alguna manera, la célula tiene que reducir la gran cantidad de posibilidades a unos pocos sitios, pero de tal manera que haya al menos un cruce por cromosoma. El equipo de Hunter descubrió que SUMO, ubiquitina y proteasomas juegan un papel crítico en esta selección de sitios cruzados.
"Cuando visualiza estas proteínas bajo el microscopio, se acumulan a lo largo de los cromosomas, específicamente a lo largo de los ejes cromosómicos, donde está ocurriendo toda la acción", dijo Hunter.
El eje cromosómico es un armazón de proteínas que organiza el ADN en una serie de bucles. El emparejamiento y el cruce se producen entre los dos ejes de cada par de cromosomas coincidentes.
Lo que descubrió el laboratorio de Hunter es que cuando los cromosomas se combinan, SUMO actúa como un freno en las interacciones de ADN que ocurren en los cientos de posibles sitios cruzados. Sin este freno, ninguno de estos sitios forma cruces ". Sin SUMO, no haylos cruces y la meiosis fallan ", dijo Hunter." Creemos que detener el proceso proporciona tiempo para seleccionar y madurar los sitios cruzados ".
La ubiquitina y los proteasomas actúan en el otro lado del proceso, liberando el freno y permitiendo que continúen las interacciones de ADN. El equilibrio de SUMO y ubiquitina permite que se produzcan suficientes cruces, para ayudar a asegurar que los espermatozoides y los óvulos obtengan uno en cada cromosoma.
El equipo trabajó principalmente con células de ratones, incluidos ratones genéticamente "noqueados" para genes asociados con SUMO, ubiquitina y proteínas relacionadas en el proceso. Estos genes y proteínas, por supuesto, tienen contrapartes en humanos, y las variantes en estos genes pueden serasociado con la fertilidad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Davis . Original escrito por Andy Fell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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