Aunque muchas personas son conscientes de que el daño cromosómico y el acortamiento contribuyen al proceso de envejecimiento, comprender cómo se producen los defectos cromosómicos es más que solo encontrar una manera de hacer retroceder el reloj. Grandes cambios en la estructura de los cromosomas, conocidos como reordenamientos cromosómicos brutos, puede provocar la muerte celular o enfermedades genéticas como el cáncer.
La heterocromatina es una versión de cromatina más densamente enrollada, la masa de ADN y proteínas que forma los cromosomas. Una región única de un cromosoma llamado centrómero es vital para la segregación correcta de los cromosomas durante la división celular. Mientras que los investigadores han sabido por mucho tiempo que los centrómerosestán compuestos de heterocromatina, por qué el centrómero está tan apretado y cómo esto ayuda a estabilizar la región ha sido difícil de alcanzar, hasta ahora.
en un artículo reciente publicado en Biología de las comunicaciones , un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka ha descubierto el papel de la heterocromatina en el mantenimiento de la integridad cromosómica.
Las regiones centroméricas contienen una gran cantidad de secuencias de ADN cortas y repetidas. Estas repeticiones hacen que el centrómero sea especialmente susceptible a roturas y reordenamientos, a menudo causando la pérdida de un brazo completo de un cromosoma mientras el otro brazo se duplica, formando estructuras llamadas isocromosomas.Pero el equipo de la Universidad de Osaka descubrió que una característica específica de la metilación de la heterocromatina, la histona H3 lisina 9 H3K9, suprime los reordenamientos cromosómicos graves causados por las repeticiones de centrómeros.
"Deleción de Clr4, la proteína responsable de la metilación de H3K9 en el organismo modelo pombe de Schizosaccharomyces , causó un aumento en la formación de isocromosomas con puntos de ruptura ubicados en las repeticiones del centrómero ", dice el autor principal Akiko Okita, sugiriendo que la metilación ayuda a prevenir reordenamientos.
Sin embargo, una investigación adicional reveló que el mecanismo era aún más complejo de lo que se pensaba.
La heterocromatina silencia la acción de la ARN polimerasa II, una enzima responsable de copiar el ADN en las transcripciones de ARN. Inesperadamente, el silenciamiento completo de la transcripción de ARN no parecía ser necesario para suprimir los reordenamientos cromosómicos brutos. El factor de transcripción Tfs1 / TFIIS es necesario para reiniciar el ARNpolimerasa II si retrocede a lo largo de la secuencia de ADN ya copiada. Curiosamente, los investigadores encontraron que la eliminación de Tfs1 / TFIIS era suficiente para evitar la necesidad de Clr4 en la supresión de reordenamientos cromosómicos brutos, y que los niveles de transcripción de ARN no se vieron afectados en gran medida por laEliminación de Tfs1 / TFIIS.
"Los resultados mostraron que la represión de la transcripción 'persistente' dependiente de Tfs1 / TFIIS de las repeticiones de centrómeros es el papel clave de la heterocromatina en la supresión de los reordenamientos cromosómicos macroscópicos", explica el autor correspondiente Takuro Nakagawa. Esencialmente, la heterocromatina detiene las repeticiones.copiado y utilizado en la formación de reordenamientos cromosómicos macroscópicos.
"Predecimos que nuestros hallazgos ayudarán a desarrollar métodos para asegurar la integridad del genoma manipulando el estado de la cromatina en lugar de cambiar la secuencia de ADN", dice el Dr. Nakagawa. "Esto sería un gran logro porque la capacidad de suprimir los reordenamientos cromosómicos macroscópicos es integralpara la prevención de enfermedades derivadas de la inestabilidad cromosómica ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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