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分子监护人在细胞分裂期间监测染色体
发表日期:2019-04-05 20:59| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:细胞可能发生的最蹩脚的工作之一就是染色体的数量错误。若是在细胞割裂过程中呈现问题,可能会发生这种环境,而且可能导致不孕,流产,先天缺陷或癌症。据估量,30%的流产是因为胚胎细胞中染色体数量不准确形成的。 细胞生物学家Needhi Bhalla研究染色体若何

  细胞可能发生的最蹩脚的工作之一就是染色体的数量错误。若是在细胞割裂过程中呈现问题,可能会发生这种环境,而且可能导致不孕,流产,先天缺陷或癌症。据估量,30%的流产是因为胚胎细胞中染色体数量不准确形成的。

  细胞生物学家Needhi Bhalla研究染色体若何在细胞割裂的复杂编排中监测本身以防止这种错误。她的研究重点是一种特殊类型的细胞割裂,称为减数割裂,它能够发生雌性卵和雄性卵细胞。该过程与通俗细胞繁衍的细胞割裂(称为有丝割裂)完全分歧。

  “领会这些根基的生物学机制若何阐扬感化很是主要,如许我们才能理解当它们犯错时会发生什么,”加州大学圣克鲁兹分校,细胞和发育生物学副传授Bhalla说。“我们晓得染色体数量不准确会导致遗传性疾病和出生缺陷。领会这种环境会若何发生,从而协助我们防止或识别诊断标识表记标帜,从而使人们可以或许更好地做出相关生殖健康的决定。”

  当你考虑染色体在减数割裂期间必需做的一切时,这个过程发生一个可行的卵子或精子是一个奇观。环节步调称为重组,涉及染色体互换DNA的整个部门。这就像洗牌一副牌,这就是兄弟姐妹虽然具有同样的父母而能够如斯分歧的缘由。

  “重组涉及居心削减DNA,因而它充满了乐趣,而且细胞若何进化以处理这个问题很是风趣。你有一个容易犯错的机制,并且这是一个复杂的布局来限制错误,”Bhalla说。 。

  为什么减数割裂起首是一个细心设想,容易犯错的过程?与生物学中的大大都事物一样,谜底在于进化和天然选择。有性繁衍,通过在减数割裂期间通过重组改变船面,发生儿女的遗传多样性,儿女是天然选择的原料。

  “减数割裂会发生新的遗传组合,天然选择会对此发生影响。我们在进化中看到的一切都是减数割裂发生的成果,”Bhalla说。

  她研究的染色体监测系统涉及一系列查抄点,以确保在细胞进入下一步之前,减数割裂中的每个步调都已准确完成。查抄点是分子机制,能够遏制细胞周期,直到下一步的一切都进行,而且若是发生错误,它们以至能够使细胞自毁。

  在减数割裂中,需要监控良多步调。体内的大大都细胞都有两组染色体,一组来自父亲,一组来自母亲。卵子和精子细胞只要一组染色体,如许当卵子和精子归并时,受精会发生一组带有两组染色体的胚胎。因而,减数割裂的环节功能是将这种削减完成到一组染色体。它从同源染色体的配对起头:来自妈妈对的染色体19和来自爸爸的染色体19,依此类推。

  当同源染色体配对时,它们会拆卸一种称为联会复合体的布局,将它们固定在一路。此时,当两条同源染色体互换DNA片段时,重组会改变遗传层。然后,联会复合体分化,同源染色体分手成两个子细胞。这只是第一部门。

  “有一个查抄点确保染色体准确突触,一个监测重组的查抄点,另一个确保染色体附着在将它们分隔的设备上,等等,”Bhalla说。

  减数割裂的第二部门涉及反复染色体的分手。在减数割裂或有丝割裂起头之前,所有染色体城市复制本人,副本(称为姐妹染色单体)连结在一路。在有丝割裂期和减数割裂的第二阶段,姐妹染色单体分手成分隔的子细胞。

  在10月4日颁发在Current Biology上的一项新研究中,Bhalla尝试室研究了一种名为shugoshin的查抄点分子,这意味着日语中的“守护精力”。Shugoshin最后被确定为减数割裂中的主要要素,用于调理姐妹染色单体在称为着丝粒的布局中若何连系在一路。Bhalla的尝试室发觉它现实上在减数割裂中饰演了更普遍的脚色,成立了准确的染色体布局并确保了重组的准确进展。

  “这些卵白质是多使命的,细胞操纵它们进行多种功能,使染色体在分歧的情况中做出判然不同的工作,”Bhalla说。

  染色体在其DNA中保留了生物体的遗传蓝图,但DNA只是高度复杂的染色体布局的一部门,涉及很多分歧功能的分歧卵白质,从包装DNA到监测染色体本身的行为。

  “染色体参与监测他们本人的行为。有一种美,由于他们是活跃的参与者,你会期望他们被动,”Bhalla说。“当你看到细胞割裂,染色体陈列和隔离时,它们似乎是被动的,但我们晓得它们是积极的参与者,它们的布局有助于此。”

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