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¿Cómo se propagó la fusión del cromosoma 2?

¿Cómo se propagó la fusión del cromosoma 2?


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Existe una fuerte evidencia de que el cromosoma 2 en humanos es una fusión de dos cromosomas de un ancestro común de chimpancés y humanos, como se explica en wikipedia aquí.

¿Era necesario que el antepasado común con el cromosoma 2 fusionado se apareara con otra criatura cuyos 2 cromosomas se fusionaran de manera similar?

Si es así, ¿cómo sería su descendencia? ¿también necesitarían aparearse dentro de sí mismos o podrían aparearse con la población de chimpancés?

si es posible, también, ¿cómo diablos podría una desventaja genética apoderarse de la población? ¿No contradice esto la selección natural?


¿Era necesario que el antepasado común con el cromosoma 2 fusionado se apareara con otra criatura cuyos 2 cromosomas se fusionaran de manera similar?

Por supuesto no. Las personas con translocaciones equilibradas tienen hijos con personas con la disposición cromosómica de tipo salvaje todo el tiempo. Estas personas tienen algunos problemas de fertilidad debido a una meiosis problemática que conduce a gametos más inviables, pero aún pueden reproducirse.

Alguien ya le mencionó las translocaciones robertsonianas en su pregunta anterior. ¿No lo buscaste?

¿también necesitarían aparearse dentro de sí mismos o podrían aparearse con la población de chimpancés?

¿Qué población de chimpancés? No había chimpancés modernos cuando ocurrió la fusión.

Mira, podrías hacer un millón de preguntas aquí y aun así no aprender nada. Este tablero es útil para las personas que tienen un marco bueno y preciso de los hechos de la biología, pero que quieren que se llenen los huecos específicos en su base de conocimientos. No creo que seas tú. Creo que crees que sabes las respuestas correctas a tus preguntas, no basadas en la ciencia, sino en otras cosas, has absorbido o inventado una gran cantidad de cosas muy equivocadas sobre biología y estás haciendo preguntas aquí esperando que la gente confirme tus creencias equivocadas. , tratando de engañar a la gente para que confiese que la biología convencional está mal, y usted tiene razón.

Escoger una parte u otra de la biología evolutiva no te ayudará. Debe comenzar asumiendo que mucho de lo que cree que sabe sobre los hechos científicos es incorrecto y aprender lo real. No es nada fácil sacar información incorrecta de nuestro cerebro, pero hasta que lo haga, este ejercicio no lo va a educar mucho.


Evolución cromosómica en el origen del genoma de vertebrados ancestrales

Se ha propuesto que hace más de 450 millones de años, se produjeron dos duplicaciones sucesivas del genoma completo en un linaje de cordados marinos antes de conducir al ancestro común de los vertebrados. Una reconstrucción precisa de estos eventos fundacionales proporcionaría un marco para comprender mejor el impacto de estas primeras duplicaciones del genoma completo en los vertebrados existentes.

Resultados

Reconstruimos la evolución de los cromosomas al inicio de la evolución de los vertebrados. Primero comparamos 61 genomas animales existentes para reconstruir el orden altamente contiguo de genes en un ancestral de 326 millones de años. Amniota genoma. En este genoma, establecemos una lista bien respaldada de genes duplicados que se originan a partir de las dos duplicaciones del genoma completo para identificar tétradas de cromosomas duplicados. A partir de esto, reconstruimos una cronología en la que un genoma pre-vertebrado compuesto por 17 cromosomas se duplicó en 34 cromosomas y fue sujeto a siete fusiones cromosómicas antes de duplicarse nuevamente en 54 cromosomas. Después de la separación del linaje de Gnathostomata (vertebrados con mandíbulas) de Cyclostomata (pez sin mandíbula existente), se produjeron cuatro fusiones más para formar el ancestral Euteleostomi (vertebrados óseos) genoma de 50 cromosomas.

Conclusiones

Estos resultados establecen firmemente la ocurrencia de dos duplicaciones de genoma completo en el linaje que precede al ancestro de los vertebrados, resolviendo en particular la ambigüedad suscitada por el análisis del genoma de la lamprea. Este trabajo proporciona una base para estudiar la evolución de los cromosomas de vertebrados desde el punto de vista de un ancestro común y, en particular, el patrón de retención y pérdida de genes duplicados que resultó en la composición genética de los genomas de vertebrados existentes.


Meiosis SE (2)

Vocabulario: Anafase, cromosoma, cruce, citocinesis, diploide, ADN, dominante, gameto, genotipo, célula germinal, haploide, cromosomas homólogos, interfase, meiosis, metafase, mitosis, óvulo, fenotipo, profase, recesivo, cromátida hermana, espermatozoide, telofase , cigoto

Preguntas de conocimientos previos (Haga esto ANTES de usar el Gizmo).

  1. Durante mitosis , Una sola célula se divide para producir dos células hijas. ¿Qué debe suceder en la celda original para que cada una de las células hijas tenga un conjunto completo de cromosomas ​?

Es importante que las células hijas tengan una copia de cada cromosoma, por lo que el proceso implica copiar los cromosomas primero y luego separar cuidadosamente las copias para dar a cada nueva célula un conjunto completo.

  1. Durante la reproducción sexual, dos células sexuales se fusionan para crear una célula fertilizada con un conjunto completo de cromosomas. ¿Qué debe ser cierto sobre la cantidad de cromosomas en cada célula sexual?

El ADN debe copiarse para que haya un conjunto completo de ADN para transmitir a cada célula hija.

Meiosis de calentamiento de Gizmo Es un tipo de división celular que da como resultado cuatro células hijas con la mitad de cromosomas que la célula madre. Estas células hijas maduran en gametos O células sexuales. En el Mitosis Gizmo, aprenderá los pasos de la meiosis y experimentará para producir células sexuales y descendencia personalizadas.

En la pestaña PASOS, haga clic en Masculino. Está viendo un germen

celda , O una célula que se someterá a la meiosis para convertirse en gametos.

  1. Lea la descripción de interfase En la parte inferior del Gizmo. ¿Qué le sucede a la celda en

el comienzo de la interfase? las células crecen sintetizan el ARNm y las proteínas necesarias para

Síntesis de ADN

  1. Haga clic en el ADN En el núcleo de la célula. Describe lo que sucede. Se copia el ADN y elDell crece un poco más
  1. ¿Por qué es necesario que la célula crezca y duplique su ADN antes del inicio de la meiosis? 2Conjuntos de ADN

Introducción: A diferencia de la mitosis, que produce dos células hijas idénticas a partir de una célula madre, la meiosis crea cuatro células hijas únicas con la mitad de la cantidad de ADN que la célula madre.

Pregunta: ¿Cómo crea la meiosis cuatro células hijas a partir de una célula madre?

  1. Observe: ( Profase I) Haga clic en el núcleo para descomponerlo y luego haga clic en el ADN para condensarlo en cromosomas. Arrastre los centrosomas a la parte superior e inferior de la celda.

A. ¿Cuántos cromosomas tiene esta célula? 4 pares

Cada cromosoma consta de un par de cromátidas hermanas , Dos hebras idénticas de ADN que se formaron cuando el ADN se replicaba durante la interfase.

B. En la imagen de la derecha, dibuje dos líneas que conecten los pares de cromosomas homólogos (cromosomas de tamaño similar con un conjunto de genes coincidente).

En el Gizmo, junte los cromosomas homólogos. Haga clic en Continuar.

  1. Observe: ( Metafase Yo y Anafase I) - Arrastre los grupos de cromosomas homólogos a la placa de metafase, luego arrastre las fibras del huso de cada uno de los centrosomas a los cromosomas. Haga clic en el centrosoma para separar los cromosomas.

¿Cómo se separan los cromosomas en la anafase I? cromátidas hermanas que se tiraron a cada extremo de la celda

A. ¿En qué se diferencia la anafase I en la meiosis de la anafase

en la mitosis? la mitosis rompe las cromátidas

en 4. la meiosis separa 2 cromátidas.

Pasos en la meiosis

Prepare el Gizmo: ● Asegúrese de que la pestaña PASOS esté seleccionada. ● Si es necesario, elija el Masculino Celular. Haga clic en el ADN para copiarlo y proceder a la profase I.

Actividad A (continúa de la página anterior)

  1. Observar: Telofase Yo y citocinesis Son los pasos finales de la primera mitad de la meiosis.

A. Describe lo que sucede cuando haces clic en los cromosomas durante la telofase I.

Los cromosomas se deshacen y la envoltura nuclear se reforma a su alrededor.

B. Haga clic y arrastre sobre el anillo contráctil. Describe lo que sucedió durante la citocinesis.

Estructura hecha de filamentos de actina y miosina que forma un cinturón alrededor de una célula en división, pellizcándola en dos.

  1. Observe: siga los pasos de la segunda mitad de la meiosis hasta llegar al final de la telofase II, siguiendo las instrucciones en la esquina superior derecha. A medida que avanza, responda las preguntas siguientes. Utilice el atrás Botón si necesita ver un paso de nuevo.

A. Antes de que comience la profase II, ¿se duplica el ADN de la célula? No

B. Durante la metafase II, ¿los cromosomas homólogos se emparejan como en la metafase I? No

C. ¿En qué se diferencia la anafase II de la anafase I? anafase tengo cromosomas, anafase II tiene cromátidas hermanas

D. Al final de la anafase II, ¿cuántas cromátidas hay en cada lado de la célula? 2

E. Después de la citocinesis, ¿cuántas células se han formado a partir de la célula madre? 4

F. ¿Todas las celdas tienen el mismo tamaño?

La celda padre original se llama diploide Porque contiene un conjunto completo de pares de cromosomas homólogos. Cada una de las cuatro células hijas es haploide , Lo que significa que cada uno contiene la mitad de los cromosomas de la célula madre original. Cada célula hija contiene una cromátida de cada par homólogo.

  1. Observar: Haga clic en las espermátidas. Las espermátidas que se formaron a partir de la meiosis se convertirán en gametos masculinos maduros llamados células de esperma . Dibuja un espermatozoide maduro en el espacio de la derecha.

Los espermatozoides maduros tienen solo una pequeña cantidad de citoplasma y usan sus flagelos o “colas” para impulsarse hacia adelante. Los espermatozoides están diseñados para un propósito, entregar material genético al óvulo durante la fertilización.

Introducción: aunque tanto los gametos masculinos como femeninos contienen material genético del progenitor

organismo, realizan diferentes funciones. Un gameto masculino entrega material genético a un gameto femenino. El gameto femenino fertilizado, llamado cigoto , Luego se convierte en la descendencia.

Pregunta: ¿Cuáles son las diferencias en la meiosis entre las células masculinas y femeninas?La meiosis masculina ocurre en los testículos, mientras que la meiosis femenina ocurre en los ovarios.

  1. Comparar: haga clic en el Mujer Botón. Para la célula femenina, proceda a través de la meiosis hasta llegar al final de la anafase I.

Hasta este punto, ¿notó alguna diferencia entre el desarrollo de los hombres y

gametos femeninos? En especies con dos sexos separados, el sexo que produce la

La célula sexual o gameto más pequeña y móvil se llama masculino. Explique: Mamíferos machos

producen gametos llamados espermatozoides, mientras que las hembras de mamíferos producen gametos llamados huevos.

A. ¿Qué notas sobre el tamaño de las dos celdas resultantes? 3 pequeños, 1 grande

B. ¿Cómo se compara esto con las dos células al final de la telofase I y la citocinesis I en

células masculinas? Muchas células que experimentan una meiosis rápida no descondensan el

cromosomas al final de la telofase I. Otras células exhiben cromosomas

descondensación en este momento los cromosomas se vuelven a condensar en la profase II.

A. ¿Qué notas ahora sobre las cuatro celdas? Las 3 celdas son del mismo tamaño y su es uno más grande

B. ¿Cómo se llama la celda más grande? ÓVULO

El óvulo es la célula más grande del cuerpo humano. Por el contrario, el espermatozoide es la célula más pequeña del cuerpo humano.

Comparación de gametos femeninos y masculinos

Prepare el Gizmo: ● Asegúrese de que la pestaña PASOS esté seleccionada.

● Haga clic en Restablecer.

Introducción: Las actividades anteriores muestran que los organismos pueden producir al menos cuatro

gametos. En realidad, los organismos pueden producir millones de gametos genéticamente únicos.

Pregunta: ¿Cómo puede la meiosis crear un número ilimitado de gametos únicos?

  1. Experimento: use las siguientes abreviaturas para los cromosomas. Verde oscuro - DG Verde claro - LG Morado oscuro - DP, Morado claro - LP. Elige un Masculino O Mujer Celular.

A. Pasar de la meiosis a la anafase I. ¿Qué cromosomas subieron y cuáles?

bajó? Hasta: cromosomas Abajo: anafase

B. Haga clic en atrás Y ejecutar anafase I de nuevo unas cuantas veces. ¿Cambiaron los resultados alguna vez?

Explicar. Los cromosomas se distribuyen aleatoriamente durante la anafase I.

C. Los cromosomas se distribuyen aleatoriamente durante la anafase I. ¿Cuáles son las posibles combinaciones de cromosomas en las dos células hijas? (Utilice DG, LG, DP y LP).

Hay (223) posibles combinaciones de cromosomas maternos y paternos.

  1. Experimento: haga clic en Reiniciar . Elige un Masculino O Mujer Celular. Proceda a través de la meiosis hasta que los cromosomas se condensen en la profase I.

Arrastre el cromosoma LG (verde claro) al Mapa de alelos A la izquierda. Esto muestra los alelos (o variaciones de un gen) que están presentes en el cromosoma. Una genotipo Es una lista de alelos. El genotipo del cromosoma LG, por ejemplo, es EEFFGGHHJJ.

A. ¿Cuáles son los genotipos de los cromosomas restantes? DG: Verde claro

LP: Verde oscuro DP: Morado claro

B. Después de mover los centrosomas, junte los pares de cromosomas homólogos.

Haga clic en un cromosoma. ¿Lo que sucede? Crea un cruce

Diversidad genetica

Prepare el Gizmo: ● Asegúrese de que la pestaña PASOS esté seleccionada. ● Haga clic en Reiniciar ​.

Cuando los cromosomas homólogos se emparejan, pueden intercambiar secciones. Este intercambio de genes se llama Transversal ​.

C.Haga clic en varios segmentos para crear cruces y luego haga clic en Continuar . Proceda a la anafase I. Arrastre cada cromosoma al mapa de alelos y escriba su genotipo.

LG: DG DG: LP LP: DP DP: LP

(La actividad C continúa en la página siguiente)

Introducción: Anteriormente, aprendiste cómo los cruces pueden resultar en gametos genéticamente diversos. En esta actividad, realizarás cruces en células parentales que experimentan meiosis y combinarás los gametos resultantes para producir descendencia con genotipos específicos.

Pregunta: ¿Cómo se pueden crear descendientes que tengan un fenotipo y genotipo específicos?

  1. Explorar: la pestaña EXPERIMENTACIÓN muestra un genoma simplificado de la mosca de la fruta, con un solo par de cromosomas homólogos. Cada cromosoma tiene genes que controlan la forma de las alas, el color del cuerpo, el tipo de antena y el color de los ojos. Los alelos en mayúsculas son dominante Y los alelos en minúsculas son recesivo . La clave del alelo se encuentra en la parte inferior izquierda. (Tenga en cuenta que las moscas de la fruta reales tienen ocho cromosomas y muchos más genes).

A. Haga clic en Reiniciar . Sin crear ningún cruce, haga clic en Dividir en gametos . Cuáles son

los posibles genotipos de los gametos? CBLR o cbrl

B. Arrastre un gameto de cada padre al cuadro de abajo para crear un cigoto. Cuales son los

diferentes combinaciones de posibles genotipos descendientes? Bb Aa Ab

C. Haga clic en Mostrar fenotipo Para cada combinación. ¿Cuáles son los fenotipos resultantes?

  1. Experimento: haga clic en Reiniciar . Puede crear cruces haciendo clic en las cromátidas del medio en cada una de las celdas principales.

A. Cree un gameto con el genotipo C b l r. Primero, haga clic en el gen c en una de las células madre para crear el cruce. Luego, haga clic en Dividir en gametos ​.

¿Creaste un gameto con el genotipo C b l r? Si

B. Haga clic en Reiniciar . Crea un gameto con el genotipo: c b L R. ¿Cuántos cruces fueron

necesario para crear este gameto? Solo uno

Cuando se produce un cruce, toda la parte del material genético se intercambia entre los dos cromosomas homólogos, por lo que el gen C se intercambia junto con el gen B y el gen R se intercambia junto con el gen L.

C. Haga clic en Reiniciar . Crea un gameto c B L r. ¿Cuántos cruces se necesitaron? dos

(La actividad D continúa en la página siguiente)

Actividad D (continúa de la página anterior)

  1. Desafío: seleccione el Desafío Botón de radio. Asegúrese de que Descendencia objetivo 1 Se selecciona en el menú desplegable.

La descendencia objetivo 1 es una mosca de la fruta con alas normales (cc), cuerpo negro (bb), antena normal (ll) y ojos rojos (Rr). Debido a que la descendencia recibe una cromátida de cada padre, cada cromátida debe provenir de un padre diferente.

R. Usando el Gizmo, cree una mosca de la fruta con el genotipo correcto. Explica cómo lo hiciste.

Crucé con una r mayúscula y una mayúscula.

B. ¿Existe otra forma de obtener el fenotipo correcto, pero no el genotipo correcto?

Explicar. Dado que algunos genes son recesivos, los dominantes aparecerán en la parte superior.

  1. Desafío: use el menú desplegable para cambiar a la siguiente descendencia objetivo. Mientras crea la descendencia objetivo 2-5, complete la tabla a continuación.

Para producir la descendencia objetivo 5, ¿por qué se necesitaban dos cruces en un brazo de cromátida?

Se necesitaron dos cruces porque los cromosomas cambiaron las partes internas.

5. Piense y discuta: suponga que hay dos cromosomas homólogos. Cada cromosoma

contiene un solo alelo mutante en diferentes partes del cromosoma. ¿Cómo pueden ser beneficiosos los cruces en esta situación? (Pista: ¿Cómo se puede crear un cromosoma único sin mutaciones?)

Si el cruce da como resultado el par de cromosomas, en el que uno no contiene ningún alelo mutante mientras que otros contienen dos alelos mutantes.


El misterio del cromosoma perdido (con una aparición especial de los creacionistas de Facebook)

[Nota: esta publicación terminó siendo la primera de una serie de cuatro.

Segunda parte: El misterio de los cromosomas faltantes, continuación: una actualización de su bloguero que se acicala

Tercera parte: Cuatro días de desbordamiento de los cromosomas de fusión

Cuarta parte: Y finalmente el pato cazador puede descansar]

Hay algo fascinante en nuestros cromosomas. Tenemos 23 pares. Los chimpancés y los gorilas, nuestros parientes vivos más cercanos, tienen 24. Si llega a estos hechos con frialdad, podría pensar que esto representó una crisis existencial para los biólogos evolutivos. Si de hecho descendemos de un antepasado común con los grandes simios, entonces nuestros antepasados ​​deben haber perdido un par después de que nuestro linaje se bifurcó, hace unos seis millones de años. ¿Cómo diablos podríamos entregar un cromosoma completo?

Una mirada cercana a nuestro genoma y el genoma de nuestros parientes cercanos revela que no lo hicimos. Solo combinamos un par de ellos. De vez en cuando, los cromosomas se fusionan. Esta fusión ocurre a medida que se desarrollan los espermatozoides y los óvulos, cuando los pares de cromosomas se pliegan entre sí e intercambian trozos de ADN. A veces, dos cromosomas diferentes se agarran entre sí y luego no se separan.

Los científicos han observado tanto a humanos como a mamíferos con cromosomas fusionados. Los cromosomas suelen tener tramos distintivos de ADN en su centro y en sus extremos. De vez en cuando, los científicos encontrarán un individuo con un cromosoma corto, pero uno de los cromosomas que retiene ahora tiene una estructura extraña, con terminaciones cromosómicas cerca del medio y otras características peculiares.

Esto podría parecer una mutación fantástica, algo así como un ser humano y un caballo unidos en un centauro. Sin embargo, sorprendentemente, los cromosomas fusionados son reales, y hay un número sorprendente de personas normales y sanas que los llevan.

Si los humanos y los simios realmente compartieran un ancestro común, entonces tendría sentido que dos cromosomas se fusionaran en nuestros ancestros. El auge de la secuenciación del genoma les permitió probar esa hipótesis. Descubrieron que el cromosoma dos humano tiene el sello distintivo de una antigua fusión cromosómica, con restos de extremos cromosómicos ubicados en su núcleo. En 2005, fue posible volver a probar la hipótesis, cuando un equipo de científicos secuenció el genoma del chimpancé y pudo compararlo con el genoma humano. El equipo del genoma del chimpancé pudo hacer coincidir el cromosoma humano dos o dos cromosomas no fusionados en el genoma del chimpancé.

Ken Miller, biólogo de Brown que fue un testigo experto en el juicio de creacionismo de Dover en 2005, incluye esta investigación en sus conferencias sobre la evolución. Aquí hay un video de una de esas conferencias, donde presenta algunas de las pruebas con una claridad impresionante.

Lo que hace que la biología evolutiva sea un tema tan divertido sobre el que escribir es que no se queda quieto. Si bien la descripción de Miller es completamente precisa, los últimos cinco años la han dejado obsoleta. El mes pasado, Evan Eichler de la Universidad de Washington y sus colegas publicaron un estudio en la revista Genome Research en el que profundizan en la historia de nuestro cromosoma faltante.

Pudieron hacerlo gracias a la publicación a principios de este año del genoma del gorila. Una comparación de los genomas de humanos, chimpancés y gorilas confirma que los antepasados ​​de los gorilas se derivaron de los antepasados ​​de los chimpancés y los humanos hace unos diez millones de años. Los humanos y los chimpancés se separaron más tarde. Una comparación entre las tres especies proporciona una imagen más clara de cómo eran nuestros cromosomas antes de fusionarse y cómo han cambiado desde entonces.

Eichler y sus colegas armaron un diagrama para ilustrar esta saga de diez millones de años, que he adaptado aquí.

Al comparar el cromosoma humano dos con las versiones no fusionadas de los chimpancés y los gorilas, Eichler y sus colegas reconstruyeron los cromosomas del ancestro común de las tres especies:

Las bandas corresponden a segmentos de cada cromosoma. Los colores representan los dos cromosomas ancestrales (simplemente los llamaré verde y rojo para evitar empantanarme en números confusos). Las marcas de almohadilla representan regiones de ADN muy inestable. Estas áreas, que están llenas de secuencias repetidas, son propensas a duplicarse accidentalmente, expandiendo el cromosoma. También son lugares donde es probable que los cromosomas intercambien trozos con otros cromosomas. Por eso el cromosoma rojo tiene un poco de verde al final. Había recogido parte del cromosoma verde antes que nuestro ancestro común, los chimpancés y los gorilas.

Luego, el cromosoma verde cambió:

Aquí se ilustran tres eventos clave. Primero, la parte superior del cromosoma verde se volteó (otro tipo común de mutación, llamada inversión). Luego, un trozo de otro cromosoma se pegó al final del cromosoma verde, marcado aquí en rosa. Y luego, una nueva pieza de ADN se atascó al final del cromosoma verde, conocido como StSat, y se marcó aquí como un punto amarillo.

Los antepasados ​​de los gorilas se separaron de los antepasados ​​de los chimpancés y los humanos. Pasaron unos diez millones de años de evolución independiente, durante los cuales sucedieron muchas cosas. Por un lado, la tapa del cromosoma verde se duplicó y pegó en otros cromosomas, incluido el rojo, e incluso en el otro extremo del verde. En la siguiente ilustración, los segmentos amarillo y rosa, junto con el segmento verde contiguo, están representados por un óvalo marrón.

Mientras tanto, los antepasados ​​de los chimpancés y los humanos iban evolucionando. Los dos cromosomas continuaron cambiando, como se muestra aquí.

Se pegó una copia de StSat al final del cromosoma rojo, y luego se voltearon los segmentos rosa y verde en la parte superior del cromosoma verde.

Los cromosomas a la derecha de la figura muestran cómo eran nuestros dos cromosomas antes de fusionarse. Cuando los linajes de humanos y chimpancés se separaron, cada linaje los heredó. Y en cada linaje, evolucionaron de forma diferente.

En el linaje de los chimpancés, los cromosomas no se fusionaron. En cambio, esto sucedió:

Las tapas de los cromosomas verde y rojo se duplicaron masivamente y terminaron en muchos otros cromosomas.

Y finalmente, esto es lo que les sucedió a los humanos después de que nuestros ancestros se separaron de los chimpancés:

Los dos cromosomas se fusionaron y se eliminó la tapa, incluyendo StSat. Ya no podía extenderse por nuestro genoma, como lo hacía en chimpancés y gorilas.

Este estudio es un avance importante en nuestra comprensión de cómo evolucionaron los cromosomas humanos, un tema de importancia médica también, ya que la duplicación del ADN al final de los cromosomas puede causar mutaciones peligrosas que pueden causar trastornos genéticos. Además, es genial ver cómo nuestros cromosomas son, de hecho, un antiguo mosaico.

Da la casualidad de que encontré este documento de una manera muy indirecta, pero instructiva. En el Panda's Thumb, me enteré ayer de que el biólogo Nick Matzke estaba tratando de aclarar las cosas en una página creacionista de Facebook. La página está creada por un equipo llamado The Biologic Institute, que está promocionando un nuevo libro de dos de sus empleados que pretende revelar todas las fallas en el relato evolutivo de los seres humanos. Se vincularon a una publicación en un sitio administrado por la cámara de compensación de diseño inteligente, Discovery Institute, que proporcionó algunos detalles del libro. Se llama "Un velo sobre nuestro origen como seres humanos" y está escrito por David Klinghoffer.

Matzke dejó varios comentarios explicando por qué estaban equivocados y cuál es en realidad parte de la evidencia de la evolución humana. El Instituto Biológico no se tomó esto bien: de repente anunciaron que Facebook no era el lugar apropiado para el debate y limitaría los comentarios a 100 palabras, o tal vez cerraría todo.

Encontré esto deliciosamente irónico y tuve que intervenir también. Señalé que el sitio al que se vincularon no permite comentarios (lo cual es bastante típico de los sitios web creacionistas). Así que no había otra forma de hacer preguntas que publicarlas en Facebook. Y mi pregunta se refería a los cromosomas fusionados.

La evidencia de la fusión cromosómica, por ejemplo, es sorprendentemente ambigua. En la presentación darwiniana, el hecho de que los humanos posean 23 pares de cromosomas y los grandes simios 24 apunta claramente a un evento en el que el cromosoma 2 humano se formó a partir de una fusión, dejando a su paso el signo revelador del ADN telomérico, que normalmente aparece como una capa protectora en el final del cromosoma - en el medio donde no pertenece. Ergo, ascendencia común.

Pero Casey [Luskin, del Discovery Institute y coautor del libro] explica que hay muchos errores en esta inferencia. Incluso si hubo tal evento y los humanos alguna vez tuvieron 24 pares de cromosomas, no se sigue en absoluto que esto sucediera en algún pasado prehumano. Nada se interpone en el camino de imaginar un cuello de botella en la población humana que logra la propagación de un cromosoma 2 fusionado de parte de una comunidad humana primitiva a toda ella.

Pero la idea de que tal evento haya ocurrido está lejos de ser segura. El ADN telomérico estacionado en el medio del cromosoma 2 no es un fenómeno único. Otros mamíferos también lo tienen, en sus propios genomas. Incluso si fuera único, hay mucho menos de lo que cabría esperar de la fusión de dos telómeros. Finalmente, aparece en una forma "degenerada", "altamente divergente" que no debería ser el caso si la unión ocurrió en el pasado reciente, hace alrededor de 6 millones de años, como sostiene la interpretación darwiniana.

Estaba desconcertado, así que pedí en Facebook la evidencia de que la forma del cromosoma no era la que esperarías si se fusionara hace seis millones de años.

Lo que siguió fue una evasión ridícula, algunas de las cuales reproduciré aquí:

Instituto Biológico: Lo siento, Carl, ¿qué enlace contiene esa cita en particular?

Yo: Estoy citando de la página a la que USTED se vinculó.

Instituto Biológico: ¡Ah! Esa evidencia está en el libro que describe la publicación.

Carl Zimmer: En otras palabras, ¿la única forma en que podemos verificar estas afirmaciones es comprando el libro? ¿No hay evidencia publicada en revistas revisadas por pares?

Carl Zimmer: El libro que nos está señalando está escrito por dos empleados del Instituto Biológico, el mismo Instituto que publica esta página de Facebook. ¿Por qué no puede describir aquí su evidencia sobre la fusión de cromosomas?

[Pasa una hora. Ninguna respuesta.]

Carl Zimmer: ¿Hola? ¿Hay alguien ahí? ¿Está eligiendo no responder a mi solicitud de pruebas de su propio libro? ¿Cómo se calcula el aspecto que debería tener el ADN de fusión de cromosomas si se fusionara hace seis millones de años?

Instituto Biológico: Carl, te ganas la vida escribiendo libros. ¿Ensayas su contenido en tu blog para cualquiera que te pregunte?

Carl Zimmer: Hola, Instituto Biológico. Si hago una afirmación sólida sobre la ciencia en un foro en línea y alguien me pide pruebas de esa afirmación, no digo: "Bueno, solo tendrás que leer mi libro". Proporciono la evidencia: señalo la investigación revisada por pares en la que basé mi declaración. Pero bueno, estaría perfectamente satisfecho si me indicara un artículo científico que presenta cálculos que muestran que la fusión de cromosomas no pudo haber ocurrido hace seis millones de años. Puedo ir a buscarlo por mí mismo, si es que realmente existe.

Bueno, eso fue lo último que supe del Instituto Biológico. Todavía no han vuelto a conectar su propio hilo. Sin embargo, escuché de alguien que había leído el libro, Paul MacBride. (Incluso lo revisó aquí). Aquí está el comentario que dejó en Facebook:

Carl, puedo darte la respuesta a tu pregunta, ya que he leído el libro. Luskin no proporciona evidencia de esto. Bueno, más correctamente, cita una pregunta de este artículo http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12421751 “Si la fusión ocurrió dentro de los arreglos de repetición telomérica menos de ∼6 Mya, ¿por qué los arreglos están en el sitio de fusión tan degenerado? " pero no sus tres respuestas sugeridas. Luskin afirma que si se produjo una fusión cromosómica, debería haber sido una unión limpia y ordenada de los dos cromosomas en cuestión, cualquier otra cosa es un problema para la evolución. Dave Wisker abordó esto de manera sucinta en un comentario en Panda’s Thumb http://pandasthumb.org/archives/2012/07/paul-mcbrides-r.html#comment-288503

¿Ese papel que menciona MacBride? Es el artículo de 2002 que mencioné al principio, el que presentó evidencia de fusión basada en un estudio del genoma humano. En otras palabras, los autores de este nuevo libro de diseño inteligente seleccionan una cita de un artículo que tiene diez años (puede comprobarlo usted mismo, el artículo es gratis). Esa, al parecer, es toda la evidencia que tienen. Si alguien le dice cuán impresionante es la ciencia detrás del diseño inteligente, cuán superior es a la biología evolutiva, puedo sugerirle que use este ejemplo para mostrarle lo equivocados que están.

Leí el artículo de 2002 hace mucho tiempo, pero el enlace de MacBride me llevó a releerlo. También noté que fue citado por varios artículos más recientes, incluido el nuevo de Eichler. Simplemente demuestra cómo puedes terminar aprendiendo algo nuevo en los lugares más inesperados.

Actualización: Hombre, esta gente hará cualquier cosa para evitar señalarme alguna evidencia.

Actualización n. ° 2: en realidad, harán mucho más; aquí está mi resumen de los cuatro días desde que publiqué esto.

Actualización n. ° 3: después de cinco días, finalmente obtuve mi respuesta. Y muestra por qué los creacionistas están equivocados. Y así termina esta extraña historia.


Agradecimientos

Agradecemos a LA Mitchell, N. Agmon y DM Truong por la discusión y comentarios sobre este manuscrito. LA Vale Silva y A. Hochwagen por compartir cepas, consejos y reactivos. El Centro de Tecnología del Genoma de Salud Langone de la NYU, especialmente A. Heguy y P. Zappile, para bibliotecas de secuenciación profunda MS Hogan y MT Maurano por su ayuda con el secuenciador NextSeq 500 Z. Kuang, X. Wang y Z. Tang por consejos sobre análisis bioinformático y M. Delarue y L. Holt por ayuda y acceso a la microscopía confocal de disco giratorio. Este trabajo fue apoyado por la subvención MCB-1616111 de NSF a J.D.B.

Información del revisor

Naturaleza agradece a G. Liti, K. Wolfe y los otros revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.


Papel de la citogenética y la genética molecular en la salud y la medicina humanas

Madhumita Roy Chowdhury, Sudhisha Dubey, en Biotecnología Animal, 2014

Anormalidades estructurales

Los reordenamientos cromosómicos estructurales son el resultado de la rotura de los cromosomas con la posterior reunión en una configuración diferente. Pueden estar equilibrados o desequilibrados. En los reordenamientos equilibrados, el complemento cromosómico se completa sin pérdida ni ganancia de material genético. Por lo tanto, tales reordenamientos son generalmente inofensivos, con la excepción de casos raros en los que uno de los puntos de ruptura daña un gen funcional importante. Sin embargo, los portadores de reordenamientos equilibrados a menudo corren el riesgo de tener hijos con un complemento cromosómico desequilibrado. In an unbalanced rearrangement, there is either loss or gain of chromosomal material and the clinical effects are usually very serious. A translocación refers to the transfer of genetic material from one chromosome to another ( Figure 24.4a ). In a reciprocal translocation, two non-homologous chromosomes break and exchange fragments. Since they still have a balanced complement of chromosomes, they generally have normal phenotype. A Robertsonian translocation occurs in acrocentric chromosomes, namely 13,14,15,21 and 22. During a Robertsonian translocation, any two acrocentric chromosomes break at their centromeres and the long arms fuse to form a single chromosome with a single centromere. The short arms also fuse together and are usually lost within a few cell divisions due to the absence of centromeres. Since short arm regions do not have any essential genes, a Robertsonian translocation carrier will have no health problems but will have 45 chromosomes.

FIGURE 24.4A . Diagrammatic representation of a balanced translocation.

A supresión involves loss of part of a chromosome. A deletion can happen in every chromosome and be any size ( Figure 24.4b ). The consequences of a deletion depend on the size of the missing segment and the genes located on it.

FIGURE 24.4B . Diagrammatic representation showing deletion of part of a chromosome.

Ring chromosomes usually occur when a chromosome breaks in two places and the ends of the chromosome arms fuse together to form a circular structure ( Figure 24.4c ) and the deleted genetic material gets lost during cell division.

FIGURE 24.4C . Diagrammatic representation of a ring chromosome.

Un isochromosome is an abnormal chromosome with two identical arms, either two short (p) arms or two long (q) arms. This is sometimes seen in some females with Turner syndrome or in tumor cells ( Figure 24.4d ).

FIGURE 24.4D . Diagrammatic representation of an isochromosome.

Un inversión is a chromosome rearrangement where a single chromosome undergoes breakage and is then reversed and rearranged within itself. Inversions are of two types: paracentric and pericentric. Paracentric inversions do not include the centromere and both breaks occur on same arm of the chromosome ( Figure 24.4e ). Pericentric inversions ( Figure 24.4f ) include the centromere and there is a break point in each arm (p and q arm).

FIGURE 24.4E AND 24.4F . Diagrammatic representation showing paracentric and pericentric inversion.

The terms “chimera” and “mosaic” are both used to describe people with two sets of DNA in their cells. Chimerism is caused by the fusing of more than one zygote, and results in a person with more than one genetic identity. Mosaicism refers to DNA differences that arise from only one zygote. Sometimes genetic disorders affect some cells and not others. For example, this can happen with the chromosomal disorder Down syndrome. People with Down syndrome have three copies of chromosome 21 in all cells. However, in some cases, only some cells have the extra chromosome 21, while other cells have two copies of chromosome 21 this condition is known as mosaic Down syndrome.

Mosaic disorders sometimes manifest with milder features than disorders affecting all cells, depending on the percentage of mosaicism, which varies in different patients. This is because the unaffected cells are still able to produce proteins normally and are therefore able to compensate.


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Resumen del autor

Sex chromosomes frequently restructure themselves during organismal evolution, often becoming highly differentiated. This dynamic process is poorly understood for most taxa, especially during the early stages typical of many dioecious flowering plants. We show that in wild strawberries, a female-specific region of DNA is associated with sex and has repeatedly changed its genomic location, each time increasing the size of the hemizygous female-specific sequence on the W sex chromosome. This observation shows, for the first time to our knowledge, that plant sex regions can “jump” and suggests that this phenomenon may be adaptive by gathering and locking new genes into linkage with sex. This conserved and presumed causal sex-determining sequence, which varies in both genomic location and degree of differentiation, will facilitate future studies to understand how sex chromosomes first begin to differentiate.

Citación: Tennessen JA, Wei N, Straub SCK, Govindarajulu R, Liston A, Ashman T-L (2018) Repeated translocation of a gene cassette drives sex-chromosome turnover in strawberries. PLoS Biol 16(8): e2006062. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006062

Editor académico: Leonie Moyle, Indiana University, United States of America

Recibió: March 16, 2018 Aceptado: August 9, 2018 Publicado: August 27, 2018

Derechos de autor: © 2018 Tennessen et al. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons, que permite el uso, distribución y reproducción sin restricciones en cualquier medio, siempre que se acredite el autor y la fuente originales.

Disponibilidad de datos: Reads from whole-genome sequencing (Bioproject Accession PRJNA402067) have been uploaded to NCBI SRA (accession numbers listed in S1 Table). The reconstructed W haplotype is in S3 Data. Other aligned sequences are in S1, S2, and S4 Data. Additional data are included in the Supporting Information files.

Fondos: University of Pittsburgh Dietrich School of Arts & Sciences https://www.asundergrad.pitt.edu/. Received by TLA. The funder had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript. National Science Foundation https://nsf.gov/ (grant number DEB 1241006, DEB 1020523, DEB 1020271, DEB 1241217). Received by TLA and AL. The funder had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.

Conflicto de intereses: Los autores han declarado que no existen intereses en competencia.

Abreviaturas: BAC, bacterial artificial chromosome CGRB, Center for Genome Research and Biocomputing CUGI, Clemson University Genomics Institute Fvb, diploid reference genome assembly informed by F. vesca ssp. bracteata GPCL, Genomics and Proteomics Core Laboratories IFC, Integrated Fluidic Circuit Mb, megabase Mya, million years ago QTL, quantitative trait locus SDR, sex-determining region


Contenido

  • As chromosome instability refers to the rate that chromosomes or large portions of chromosomes are changed, there should be comparisons between cells, or cell populations rather than looking at cells individually in order to determine chromosome instability. These differences should be examined statistically as well. [4]
  • The rates in the cell population being tested should be compared to a reference cell population. This is especially true in low phenotype chromosomal instability, [4] where the changes are subtle.
  • The number of cell divisions undergone by a cell population should be related to the rate of chromosomal change. [4]
  • A chromosomal instability assay should measure not only whole chromosome change rates, but also the partial chromosomal changes such as deletions, insertions, inversion and amplifications to also take into account segmental aneuploidies. [4] This provides a more accurate determination of the presence of chromosome instability.
  • The results from polyploid and diploid cells should be identified and separately recorded from one another. This is because the fitness cost (survival to next generation) of chromosomal instability is lower in polyploid cells, as the cell has a greater number of chromosomes to make up for the chromosomal instability it experiences. [4]
  • Polyploid cells are more prone to chromosomal changes, something that should be taken into account when determining the presence and degree of chromosomal instability [4]

Numerical CIN is a high rate of either gain or loss of whole chromosomes causing aneuploidy. Normal cells make errors in chromosome segregation in 1% of cell divisions, whereas cells with CIN make these errors approximately 20% of cell divisions. Because aneuploidy is a common feature in tumour cells, the presence of aneuploidy in cells does not necessarily mean CIN is present a high rate of errors is definitive of CIN. [5] One way of differentiating aneuploidy without CIN and CIN-induced aneuploidy is that CIN causes widely variable (heterogeneous) chromosomal aberrations whereas when CIN is not the causal factor, chromosomal alterations are often more clonal. [6]

Structural CIN is different in that rather than whole chromosomes, fragments of chromosomes may be duplicated or deleted. The rearrangement of parts of chromosomes (translocations) and amplifications or deletions within a chromosome may also occur in structural CIN. [5]

Defective DNA damage response Edit

A loss in the repair systems for DNA double-stranded breaks and eroded telomeres can allow chromosomal rearrangements that generate loss, amplification and/or exchange of chromosome segments. [2]

Some inherited genetic predispositions to cancer are the result of mutations in machinery that responds to and repairs DNA double-stranded breaks. Examples include ataxia telangiectasia – which is a mutation in the damage response kinase ATM – and BRCA1 or MRN complex mutations that play a role in responding to DNA damage. When the above components are not functional, the cell can also lose the ability to induce cell-cycle arrest or apoptosis. Therefore, the cell can replicate or segregate incorrect chromosomes. [7]

Faulty rearrangements can occur when homologous recombination fails to accurately repair double-stranded breaks. Since human chromosomes contain repetitive DNA sections, broken DNA segments from one chromosome can combine with similar sequences on a non-homologous chromosome. If repair enzymes do not catch this recombination event, the cell may contain non-reciprocal translocation where parts of non-homologous chromosomes are joined together. Non-homologous end joining can also join two different chromosomes together that had broken ends. The reason non-reciprocal translocations are dangerous is the possibility of producing a dicentric chromosome – a chromosome with two centromeres. When dicentric chromosomes form, a series of events can occur called a breakage-fusion-bridge cycle: Spindle fibers attach onto both centromeres in different locations on the chromosome, thereby tearing the chromatid into two pieces during anaphase. The result is a pair of DNAs with broken ends that can attach to other broken-ended DNA segments creating additional translocation and continue the cycle of chromosome breakage and fusion. As the cycle continues, more chromosome translocations result, leading to the amplification or loss of large DNA fragments. Some of these changes will kill the cell, however, in a few rare cases, the rearrangements can lead to a viable cell without tumor suppressor genes and increased expression of proto-oncogenes that may become a tumor cell. [8]

Degenerating telomeres Edit

Telomeres – which are a protective ‘cap’ at the end of DNA molecules – normally shorten in each replication cycle. In certain cell types, the telomerase enzyme can re-synthesize the telomere sequences, however, it is not present in all somatic cells. Once 25-50 divisions pass, the telomeres can be completely lost, inducing p53 to either permanently arrest the cell or induce apoptosis. Telomere shortening and p53 expression is a key mechanism to prevent uncontrolled replication and tumor development because even cells that excessively proliferate will eventually be inhibited. [9] [10]

However, telomere degeneration can also induce tumorigenesis in other cells. The key difference is the presence of a functional p53 damage response. When tumor cells have a mutation in p53 that results in a non-functional protein, telomeres can continue to shorten and proliferate, and the eroded segments are susceptible to chromosomal rearrangements through recombination and breakage-fusion-bridge cycles. Telomere loss can be lethal for many cells, but in the few that are able to restore the expression of telomerase can bring about a “stable” yet tumorigenic chromosome structure. Telomere degeneration thereby explains the transient period of extreme chromosomal instability observed in many emerging tumors. [10]

In experiments on mice where both telomerase and p53 were knocked out, they developed carcinomas with significant chromosomal instability similar to tumors seen in humans. [2]

Additional theories Edit

Spindle assembly checkpoint (SAC) abnormalities: The SAC normally delays cell division until all of the chromosomes are accurately attached to the spindle fibers at the kinetochore. Merotelic attachments – when a single kinetochore is connected to microtubules from both spindle poles. Merotelic attachments are not recognized by the SAC, so the cell can attempt to proceed through anaphase. Consequently, the chromatids may lag on the mitotic spindle and not segregate, leading to aneuploidy and chromosome instability. [11]

CIN often results in aneuploidy. There are three ways that aneuploidy can occur. It can occur due to loss of a whole chromosome, gain of a whole chromosome or rearrangement of partial chromosomes known as gross chromosomal rearrangements (GCR). All of these are hallmarks of some cancers. [12] Most cancer cells are aneuploid, meaning that they have an abnormal number of chromosomes which often have significant structural abnormalities such as chromosomal translocations, where sections of one chromosome are exchanged or attached onto another. Changes in ploidy can alter expression of proto-oncogenes or tumor suppressor genes. [1] [2]

Segmental aneuploidy can occur due to deletions, amplifications or translocations, which arise from breaks in DNA, [4] while loss and gain of whole chromosomes is often due to errors during mitosis.

Chromosomes consist of the DNA sequence, and the proteins (such as histones) that are responsible for its packaging into chromosomes. Therefore, when referring to chromosome instability, epigenetic changes can also come into play. Genes on the other hand, refer only to the DNA sequence (hereditary unit) and it is not necessary that they will be expressed once epigenetic factors are taken into account. Disorders such as chromosome instability can be inherited via genes, or acquired later in life due to environmental exposure. One way that Chromosome Instability can be acquired is by exposure to ionizing radiation. [13] Radiation is known to cause DNA damage, which can cause errors in cell replication, which may result in chromosomal instability. Chromosomal instability can in turn cause cancer. However, chromosomal instability syndromes such as Bloom syndrome, ataxia telangiectasia and Fanconi anaemia are inherited [13] and are considered to be genetic diseases. These disorders are associated with tumor genesis, but often have a phenotype on the individuals as well. The genes that control chromosome instability are known as chromosome instability genes and they control pathways such as mitosis, DNA replication, repair and modification. [14] They also control transcription, and process nuclear transport. [14]

CIN is a more pervasive mechanism in cancer genetic instability than simple accumulation of point mutations. However, the degree of instability varies between cancer types. For example, in cancers where mismatch repair mechanisms are defective – like some colon and breast cancers – their chromosomes are relatively stable. [2]

Cancers can go through periods of extreme instability where chromosome number can vary within the population. Rapid chromosomal instability is thought to be caused by telomere erosion. However, the period of rapid change is transient as tumor cells generally reach an equilibrium abnormal chromosome content and number. [15]

The research associated with chromosomal instability is associated with solid tumors, which are tumors that refer to a solid mass of cancer cells that grow in organ systems and can occur anywhere in the body. These tumors are opposed to liquid tumors, which occur in the blood, bone marrow, and lymph nodes. [dieciséis]

Although chromosome instability has long been proposed to promote tumor progression, recent studies suggest that chromosome instability can either promote or suppress tumor progression. [12] The difference between the two are related to the amount of chromosomal instability taking place, as a small rate of chromosomal instability leads to tumor progression, or in other words cancer, while a large rate of chromosomal instability is often lethal to cancer. [17] This is due to the fact that a large rate of chromosomal instability is detrimental to the survival mechanisms of the cell, [17] and the cancer cell cannot replicate and dies (apoptosis). Therefore, the relationship between chromosomal instability and cancer can also be used to assist with diagnosis of malignant vs. benign tumors. [17]

The level of chromosome instability is influenced both by DNA damage during the cell cycle and the effectiveness of the DNA damage response in repairing damage. The DNA damage response during interphase of the cell cycle (G1, S and G2 phases) helps protect the genome against structural and numerical cancer chromosome instability. However untimely activation of the DNA damage response once cells have committed to the mitosis stage of the cell cycle appears to undermine genome integrity and induce chromosome segregation errors. [18]

A majority of human solid malignant tumors is characterized by chromosomal instability, and have gain or loss of whole chromosomes or fractions of chromosomes. [4] For example, the majority of colorectal and other solid cancers have chromosomal instability (CIN). [19] This shows that chromosomal instability can be responsible for the development of solid cancers. However, genetic alterations in a tumor do not necessarily indicate that the tumor is genetically unstable, as ‘genomic instability’ refers to various instability phenotypes, including the chromosome instability phenotype [4]

The role of CIN in carcinogenesis has been heavily debated. [20] While some argue the canonical theory of oncogene activation and tumor suppressor gene inactivation, such as Robert Weinberg, some have argued that CIN may play a major role in the origin of cancer cells, since CIN confers a mutator phenotype [21] that enables a cell to accumulate large number of mutations at the same time. Scientists active in this debate include Christoph Lengauer, Kenneth W. Kinzler, Keith R. Loeb, Lawrence A. Loeb, Bert Vogelstein and Peter Duesberg.

Chromosome instability in anticancer therapy Edit

Hypothetically, the heterogeneous gene expression that can occur in a cell with CIN, the rapid genomic changes can drive the emergence of drug-resistant tumor cells. While some studies show that CIN is associated with poor patient outcomes and drug resistance, conversely, others studies actually find that people respond better with high CIN tumors. [22]

Some researchers believe that CIN can be stimulated and exploited to generate lethal interactions in tumor cells. ER negative breast cancer patients with the most extreme CIN have the best prognosis, with similar results for ovarian, gastric and non-small cell lung cancers. A potential therapeutic strategy therefore could be to exacerbate CIN specifically in tumor cells to induce cell death. [23] For example, BRCA1, BRCA2 and BC-deficient cells have a sensitivity to poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) which helps repair single-stranded breaks. When PARP is inhibited, the replication fork can collapse. Therefore, PARP tumor suppressing drugs could selectively inhibit BRCA tumors and cause catastrophic effects to breast cancer cells. Clinical trials of PARP inhibition are ongoing. [24]

There is still a worry that targeting CIN in therapy could trigger genome chaos that actually increases CIN that leads to selection of proliferative advantages. [22]

Recent work has identified chromosomal instability (CIN) as a genomic driver of metastasis. [25] Chromosome segregation errors during mitosis lead to the formation of structures called micronuclei. These micronuclei, which reside outside of the main nucleus have defective envelopes and often rupture exposing their genomic DNA content to the cytoplasm. [26] Exposure of double-stranded DNA to the cytosol activates anti-viral pathways, such as the cGAS-STING cytosolic DNA-sensing pathway. This pathway is normally involved in cellular immune defenses against viral infections. Tumor cells hijack chronic activation of innate immune pathways to spread to distant organs, suggesting that CIN drives metastasis through chronic inflammation stemming in a cancer cell-intrinsic manner. [25]

Chromosomal instability can be diagnosed using analytical techniques at the cellular level. Often used to diagnose CIN is cytogenetics flow cytometry, Comparative genomic hybridization and Polymerase Chain Reaction. [4] Karyotyping, and fluorescence in situ hybridization (FISH) are other techniques that can be used. [27] In Comparative genomic hybridization, since the DNA is extracted from large cell populations it is likely that several gains and losses will be identified. [4] Karyotyping is used for Fanconi Anemia, based on 73-hour whole-blood cultures, which are then stained with Giemsa. Following staining they are observed for microscopically visible chromatid-type aberrations [28]


Resumen de la sección

The cell cycle is an very, orderly sequence of events. Cells on the path to cell division proceed through a series of precisely timed and carefully regulated stages. In eukaryotes, the cell cycle consists of a long preparatory period, called interphase. Interphase is divided into G1, S y G2 etapas. The mitotic phase begins with karyokinesis (mitosis), consisting of stages: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, and telophase. Cytokinesis involves the physical separation of the cytoplasmic contents. Daughter cells are separated either by an actin ring (animal cells) or by cell plate formation (plant cells).

Preguntas adicionales de autocomprobación

1. Which of the following is the correct order of events in mitosis? (a) Chromosomes align on the metaphase plate. (b) Cleavage furrowing separates the cell into two parts. (c) Nucleolus and nuclear envelope disappear. (d) The cell elongates as chromosomes are pulled to opposite poles.

2. Briefly describe the events that occur in each phase of interphase.

3. Describe the differences between the cytokinesis mechanisms in animal and plant cells.

4. List some reasons why a cell that has just completed cytokinesis might enter the G0 phase instead of the G1 fase.

Respuestas

2. During G1, the cell increases in size and the cell stockpiles energy reserves for later. During the S phase, the chromosomes, the centrosomes, and the centrioles (animal cells) duplicate. During the G2 phase, the cell continues to grow, duplicates some organelles, and dismantles other organelles.

3. In animal cells, a ring of actin fibers is formed at the former metaphase plate (cleavage furrow). The actin ring contracts inward, pulling the plasma membrane toward the center of the cell until the cell is pinched in two. In plant cells, a new cell wall must be formed between the daughter cells. A cell plate is formed in the center of the cell at the former metaphase plate. The cell plate is formed from Golgi vesicles. The vesicles fuse building a new cell wall. The cell plate grows toward and eventually fuses with the cell wall of the parent cell. 4. Many cells temporarily enter G0 until they reach maturity. Some cells are only triggered to enter G1 when the organism needs to increase that particular cell type. Some cells only reproduce following an injury to the tissue. Some cells never divide once they reach maturity

Glosario

anaphase: stage of mitosis during which sister chromatids are separated from each other

cell cycle: ordered series of events involving cell growth and cell division that produces two new daughter cells

cell plate: structure formed during plant cell cytokinesis by Golgi vesicles, fusing at the metaphase plate ultimately leads to the formation of cell walls that separate the two daughter cells

centriole: rod-like structure constructed of microtubules at the center of each animal cell centrosome

cleavage furrow: constriction formed by an actin ring during cytokinesis in animal cells that leads to cytoplasmic division

cytokinesis: division of the cytoplasm following mitosis that forms two daughter cells.

GRAMO0 phase: distinct from the G1 phase of interphase a cell in G0 is not preparing to divide

GRAMO1 phase: (also, first gap) first phase of interphase centered on cell growth during mitosis

GRAMO2 phase: (also, second gap) third phase of interphase during which the cell undergoes final preparations for mitosis

interphase: period of the cell cycle leading up to mitosis includes G1, S y G2 phases (the interim period between two consecutive cell divisions

karyokinesis: mitotic nuclear division

kinetochore: protein structure associated with the centromere of each sister chromatid that attracts and binds spindle microtubules during prometaphase

metaphase plate: equatorial plane midway between the two poles of a cell where the chromosomes align during metaphase

metaphase: stage of mitosis during which chromosomes are aligned at the metaphase plate

mitosis: (also, karyokinesis) period of the cell cycle during which the duplicated chromosomes are separated into identical nuclei includes prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, and telophase

mitotic phase: period of the cell cycle during which duplicated chromosomes are distributed into two nuclei and cytoplasmic contents are divided includes karyokinesis (mitosis) and cytokinesis

mitotic spindle: apparatus composed of microtubules that orchestrates the movement of chromosomes during mitosis

prometaphase: stage of mitosis during which the nuclear membrane breaks down and mitotic spindle fibers attach to kinetochores

prophase: stage of mitosis during which chromosomes condense and the mitotic spindle begins to form

quiescent: refers to a cell that is performing normal cell functions and has not initiated preparations for cell division

S phase: second, or synthesis, stage of interphase during which DNA replication occurs

telophase: stage of mitosis during which chromosomes arrive at opposite poles, decondense, and are surrounded by a new nuclear envelope


Ver el vídeo: Genes y alelos (Septiembre 2022).


Comentarios:

  1. Zolom

    Si puedes podzibat

  2. Chiko

    Concedido, que es muy útil

  3. Dailabar

    Permites el error. Puedo defender mi posición. Escríbeme en PM, hablaremos.

  4. Akijora

    Que palabras... Genial, una excelente idea



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