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¿Está presente la envoltura nuclear en G1 de la interfase?

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¿Está presente la envoltura nuclear en G1 de la interfase de la célula eucariota? Si es así, ¿cómo un método como la transfección mediada por calcio hace que el ADN pase por la envoltura nuclear?


Para responder a la pregunta sobre la envoltura nuclear en la fase G1, sí existe. La envoltura nuclear se reforma al final de la telofase después de que se separan las 2 copias del ADN, pero antes de que las dos células hijas se separen por citocinesis. Podemos ver la nueva envoltura nuclear en estas imágenes:

Imagen de aqui

Núcleos visibles cerca del final de la citocinesis, centrosoma aún visible. Imagen de aquí.

En cuanto a cómo el ADN ingresa al núcleo sin división celular, no tengo una buena respuesta y no estoy seguro de que alguien la tenga en este momento. La envoltura nuclear es una barrera importante para la entrega de genes no virales.


Mecanismos de crecimiento de la lámina nuclear en interfase

La lámina nuclear representa una plataforma multifuncional involucrada en procesos tan diversos pero interconectados como la organización espacial del genoma, el mantenimiento de la estabilidad mecánica del núcleo, la regulación de la transcripción y la replicación. La mayoría de las actividades de las láminas se ejercen mediante la unión de los dominios de cromatina asociados a la lámina (LAD) a la periferia nuclear. Sin embargo, la lámina es una estructura dinámica que demuestra una expansión considerable durante el ciclo celular para acomodar un mayor número de LAD formados durante la replicación del ADN. Analizamos la dinámica del crecimiento nuclear durante la interfase y los cambios en la estructura de la lámina en función de la progresión del ciclo celular. La lámina nuclear demuestra un crecimiento constante desde G1 hasta G2, mientras que el análisis cuantitativo de la malla de la lámina mediante microscopía de superresolución reveló que la organización de microdominios de la lámina se mantiene, con la periodicidad del microdominio de la lámina A y la lámina B y los tamaños de los espacios entre dominios sin cambios. El análisis FRAP, por el contrario, demostró diferencias en los tipos de cambio de las láminas A y B1, mostrando esta última una mayor tasa de recuperación en las células de la fase S. Para analizar más a fondo el mecanismo de crecimiento de la lámina en interfase, generamos una envoltura nuclear sin lámina en células vivas en interfase mediante un choque hipotónico reversible. La envoltura nuclear en las yemas nucleares formada después de un tratamiento de este tipo inicialmente carecía de láminas, y el análisis de la formación de láminas reveló una diferencia sorprendente en el ensamblaje de la lámina A y B1: la lámina A se reensambló dentro de los 30 minutos posteriores al tratamiento, mientras que la lámina B1 no se incorporó a la lámina recién formada. lámina en absoluto. Sugerimos que en las células somáticas el crecimiento de la malla de lamin B1 está coordinado con la replicación de LAD, y el ensamblaje de la malla de lamin A parece ser un proceso independiente de la cromatina.

Palabras clave: Ciclo celular Replicación del ADN Interfase Microdominios Lámina nuclear Núcleo.


Profase I

En la profase I de la meiosis, ocurren los siguientes eventos:

  • Los cromosomas se condensan y se adhieren a la envoltura nuclear.
  • Se produce la sinapsis (un par de cromosomas homólogos se alinean muy juntos) y se forma una tétrada. Cada tétrada se compone de cuatro cromátidas, por lo que pueden producirse cruces.
  • Los cromosomas se espesan y se desprenden de la envoltura nuclear.
  • De manera similar a la mitosis, los centriolos migran alejándose unos de otros y tanto la envoltura nuclear como los nucléolos se rompen.
  • Asimismo, los cromosomas comienzan su migración a la placa en metafase.

Al final de la profase I de la meiosis, la célula entra en la metafase I.


Dominios nucleares

El núcleo de la célula de mamífero es un orgánulo unido a una membrana que contiene la maquinaria esencial para la expresión génica. Aunque los primeros estudios sugirieron que existe poca organización dentro de este compartimento, estudios más contemporáneos han identificado un número creciente de dominios especializados u orgánulos subnucleares dentro del núcleo (Lamond y Earnshaw, 1998EF7 Spector, 1993EF15). En algunos casos, se ha demostrado que estos dominios son estructuras dinámicas y, además, se produce un rápido intercambio de proteínas entre muchos de los dominios y el nucleoplasma (Misteli, 2001EF10). Actualmente, numerosos laboratorios están realizando un gran esfuerzo para determinar las funciones biológicas asociadas con cada dominio. El póster adjunto presenta una descripción general de los dominios nucleares comúnmente observados.

El núcleo está delimitado por un membrana nuclear, una estructura de doble membrana, cuya membrana externa es contigua al retículo endoplásmico rugoso y, a menudo, está tachonada de ribosomas. Las membranas nucleares interna y externa se fusionan en algunos lugares, formando poros nuclearesque sirven en el tránsito de materiales entre el núcleo y el citoplasma (Stoffler et al., 1999EF16). Se ha demostrado que el complejo de poros nucleares tiene una subestructura notable, en la que una canasta se extiende hacia el nucleoplasma. los lámina nuclear periférica se encuentra dentro de la envoltura nuclear y se compone de láminas A / C y B y se cree que desempeña un papel en la regulación de la estructura de la envoltura nuclear y en el anclaje de la cromatina de interfase en la periferia nuclear. En el nucleoplasma también están presentes parches internos de proteína lamina (Moir et al., 2000EF11). La caricatura muestra gran parte de la envoltura nuclear / lámina periférica como transparente, de modo que las estructuras internas se pueden observar más fácilmente.

Dentro del nucleoplasma, los cromosomas se organizan en territorios cromosómicos, y se cree que los genes activos residen en toda la superficie de los territorios poco compactos (Cremer et al., 2000EF1). Los homólogos no parecen estar emparejados en núcleos de mamíferos en interfase. En algunos tipos de células, una banda deheterocromatina (cromatina inactiva) se observa solo en el interior y asociado con la lámina nuclear. Además, también se observan cantidades variables de heterocromatina en regiones nucleares más internas. Cuerpos PCG que contienen proteínas del grupo polycomb (es decir, RING1, BMI1 y hPc2) asociadas con heterocromatina pericentromérica (Saurin et al., 1998EF13). Estos dominios varían en número (de dos a varios cientos), tamaño (0,2-1,5 µm) y composición de proteínas. Actualmente no está claro si estos dominios son compartimentos de almacenamiento o están directamente involucrados en el silenciamiento.

Los factores de corte y empalme de pre-ARNm se localizan en un patrón de 25-50 motas nucleares además de estar distribuida de manera difusa por todo el nucleoplasma (Spector, 1993EF15). Muchas de las manchas más grandes corresponden a grupos de gránulos de intercromatina (IGC). Estos grupos miden 0,8-1,8 μm de diámetro y están compuestos por partículas de 20-25 nm de diámetro que parecen conectadas en algunos lugares. Se ha propuesto que los IGC estén implicados en el ensamblaje y / o modificación de factores de corte y empalme de pre-ARNm. Las motas nucleares son estructuras dinámicas, y de ellas se reclutan factores para los sitios de transcripción (fibrillas de pericromatina). Sitios de transcripciónse observan en todo el nucleoplasma, incluso en la periferia de los CIG, como varios miles de focos. Además de estar distribuidos de manera difusa, también se ha demostrado que varios factores de transcripción se concentran en uno a tres compartimentos denominados OPTAR (1 de octubre / PTF / transcripción) dominios. Estos dominios tienen un diámetro de 1,0-1,5 μm y también contienen transcripciones nacientes así como otros factores de transcripción, pero contienen pocos factores, si es que los hay, implicados en el procesamiento del ARN (Grande et al., 1997EF4 Pombo et al., 1998EF12). El dominio OPT aparece en la fase G1, cuando a menudo reside junto a los nucléolos, y desaparece durante la fase S. Se desconoce su función.

En muchos tipos de células, los factores de corte y empalme de pre-ARNm también se localizan en 1-10Cuerpos de Cajal, anteriormente llamado Coiled Bodies (Gall, 2000EF3). Estos cuerpos nucleares dinámicos tienen un diámetro de 0,2-1,0 μm y se cree que desempeñan un papel en la biogénesis de snRNP y en el tráfico de snRNP y snoRNP. Los snRNP spiceosomales U1, U2, U4 / U6 y U5, así como los snRNP U7 involucrados en el procesamiento del extremo 3 'de las histonas, y los snoRNP U3 y U8 involucrados en el procesamiento de pre-rRNA, se localizan todos en esta estructura. Se ha propuesto que estos factores se mueven a través del cuerpo de Cajal en ruta hacia motas nucleares (snRNPs) o nucléolos (snoRNPs). Además, se ha demostrado que el cuerpo de Cajal se asocia con loci de histonas, así como con grupos de genes U1, U2 y U3 (Matera, 1999EF8).

Gemas (géminis de los cuerpos de Cajal) se encuentran en el nucleoplasma y son coincidentes o adyacentes a los cuerpos de Cajal, dependiendo de la línea celular examinada, y se han caracterizado por la presencia del producto génico de supervivencia de las neuronas motoras (SMN) y un factor, Gemin2 (Matera, 1999EF8). El grupo citoplasmático de SMN y Gemin2 se ha implicado en el ensamblaje de snRNP, y el grupo nuclear puede desempeñar un papel adicional en la maduración de snRNP. Curiosamente, la atrofia muscular espinal, una enfermedad degenerativa de las neuronas motoras, es el resultado de niveles reducidos o una mutación de la proteína SMN.

Varios factores involucrados específicamente en las etapas de escisión y poliadenilación del procesamiento de pre-ARNm (por ejemplo, CstF y CPSF) tienen un patrón de distribución difuso en el núcleo y, además, se concentran en 1-4 focos, cada uno de 0.3-1.0 μm de diámetro, llamados cuerpos de escote (Schul y col., 1996EF14). Estas estructuras se superponen o se localizan adyacentes a los cuerpos de Cajal. El subconjunto de cuerpos de escisión que no se superponen con los cuerpos de Cajal contiene ARN recién sintetizado.

los Nucleolo es el sitio de síntesis de rRNA, procesamiento de rRNA y ensamblaje de subunidades ribosómicas (Spector, 1993EF15) y es quizás el compartimento nuclear interno más obvio. La mayoría de las células de mamíferos contienen de 1 a 5 nucléolos, cada uno de 0,5 a 5,0 μm de diámetro. El nucleolo se diferencia en tres regiones claramente identificables. Los centros fibrilares (que se muestran como óvalos verdes dentro del nucleolo) son regiones que se cree que son el equivalente en interfase de las regiones de organización nucleolar (NOR) de los cromosomas. Las células humanas contienen aproximadamente 250 copias de ADNr ubicado en NOR en cinco pares diferentes de cromosomas. Se cree que la transcripción y el procesamiento del ARNr ocurren dentro del componente fibrilar denso (mostrado como un retículo azul), una región que rodea y en algunos casos se extiende entre los centros fibrilares. La región granular (que se muestra como gránulos verdes) del nucleolo está formada por partículas prerribosomales en diferentes etapas de maduración, así como por subunidades ribosómicas grandes y pequeñas.

los compartimento perinucleolar (PNC) y el Cuerpo nuclear SAM68 (Huang, 2000EF5) se han identificado como estructuras únicas que están asociadas con la superficie de los nucléolos y se cree que desempeñan un papel en el metabolismo del ARN. Varían en tamaño de 0,25 a 1,0 μm de diámetro y se observan de 1 a 10 por núcleo. El PNC contiene una serie de pequeños ARN transcritos por la ARN polimerasa III y varias proteínas de unión a ARN, incluida la proteína de unión al tracto de polipirimidina (PTB). Los cuerpos nucleares SAM68 contienen miembros de un grupo de proteínas de unión a ARN que contienen un dominio GSG, también llamado dominio STAR (transducción de señales y activación de ARN), que es una secuencia de 100 residuos altamente homóloga al dominio KH que se encuentra en hnRNP K Aunque se desconocen las funciones de los cuerpos nucleares PNC y SAM68, ambas estructuras se encuentran predominantemente en las células cancerosas y rara vez se observan en las células primarias.

Cuerpos PML (Maul et al., 2000EF9) varían en tamaño de 0,3 μm a 1,0 μm de diámetro, y un núcleo de mamífero típico contiene entre 10 y 30 de estas estructuras. Los cuerpos de PML también se han denominado ND10, POD (dominios oncogénicos de PML) y cuerpos de Kr. Además de la proteína PML, varias otras proteínas, incluidas Sp100, SUMO1, HAUSP y CBP, se han localizado en este dominio nuclear además de estar distribuidas de manera difusa en el nucleoplasma. Se ha sugerido que los cuerpos de PML desempeñan un papel en aspectos de la regulación transcripcional y parecen ser objetivos de la infección viral. Curiosamente, las personas que padecen leucemia promielocítica aguda (APL) tienen una translocación t (15,17), en la que el PML El gen se fusiona con el gen que codifica el receptor del ácido α-retinoico, lo que da como resultado la producción de una proteína de fusión. Las células de estos individuos exhiben una ruptura de los cuerpos de PML en una gran cantidad de dominios más pequeños, que se encuentran dispersos por todo el nucleoplasma. El tratamiento con ácido retinoico, que hace que estos individuos entren en remisión, también da como resultado una reforma de los cuerpos típicos de la LMP.

Además de los dominios anteriores generalmente observados en núcleos de mamíferos, también se han informado otros dominios que son específicos del tipo celular o del estado fisiológico. Por ejemplo, se han observado cuerpos nucleares GATA-1 que contienen factores de transcripción GATA en células hematopoyéticas murinas (Elefanty et al., 1996EF2). Sin embargo, estos dominios no están activos en la transcripción. Se han observado focos de HSF1 que contienen el factor de transcripción, factor de choque térmico 1, en núcleos de células que han sido sometidas a choque térmico, sin embargo, estos dominios no coinciden con HSP70 o HSP90 sitios de transcripción (Jolly et al., 1997EF6).

El texto anterior proporciona una leyenda ampliada para el póster que lo acompaña; no pretende servir como una revisión de los artículos de investigación primarios y, como tal, gran parte de la literatura primaria no se ha citado aquí. Se anima a los lectores a acceder a las revisiones citadas para localizar los trabajos de investigación primarios sobre cuerpos nucleares particulares. Agradezco a Jim Duffy por sus destacadas habilidades artísticas en el desarrollo de la caricatura, y a las siguientes personas que proporcionaron imágenes inmunofluorescentes para este póster: Mark Frey y Greg Matera (cuerpo y gema de Cajal), Paul Mintz (factor de transcripción de ARN polimerasa II, nucléolos, periféricos lámina nuclear, compartimento perinucleolar, cuerpo PML, motas nucleares), Ana Pombo (dominio OPT), Stéphane Richard (cuerpo nuclear Sam68), Thomas Ried y Evelin Schröck (territorio cromosómico). Además, agradezco a Edith Heard, Greg Matera y a los miembros de mi laboratorio por sus conocimientos y sus útiles discusiones. La investigación en mi laboratorio está financiada por NIH / NIGMS 42694-12.


El ciclo celular, la mitosis y la meiosis

¿Crees que tienes muchas tareas? Nuestros cuerpos experimentan incansablemente la división celular, reemplazando las células de la piel que estamos desprendiendo constantemente para asegurarnos de no desaparecer en una nube de humo. Hay dos tipos de división celular: la mitosis, que produce células genéticamente idénticas para el crecimiento y la reparación, y la meiosis, que produce células genéticamente únicas para la reproducción sexual.

Mitosis y ciclo celular

Mitosis es un tipo de división celular donde las células producen copias idénticas de sí mismas y se utiliza para crecimiento y reparación y reproducción asexual. Se diferencia de mitosis, que es el tipo de división celular que se utiliza para producir gametos.

La mitosis ocurre como parte del ciclo celular que consta de cuatro fases distintas. Primero, interfase tiene lugar que se compone de tres fases de crecimiento (llamadas G1 fase, S fase y G2 fase), seguido de mitosis.

Fase de brecha 1 (G1) - la célula crece más grande y replica su orgánulos. Una gran cantidad de síntesis de proteínas está teniendo lugar con el fin de construir nuevos orgánulos.

Fase de síntesis (S) - la célula replica su ADN

Fase de brecha 2 (G2) - la célula sigue creciendo hasta que todo el orgánulos tengo duplicado.

Hay dos "Puntos de control" en el ciclo celular - uno antes de la fase S y uno inmediatamente después de la fase S. Durante estos puntos de control, la celda es comprobando su ADN por errores. Esto minimiza las posibilidades de duplicar cualquier ADN mutado en la célula replicada.

Las etapas de la mitosis

La mitosis se puede dividir en una serie de etapas según lo que esté sucediendo con los cromosomas en la célula. Puedes usar el acrónimo IPMAT para ayudarte a recordar el pedido.

Interfase - la célula se prepara para la mitosis al crecer, replicando sus orgánulos y sintetizar nuevo ADN (véase más arriba). Una vez que el ADN se ha replicado, cada cromosoma ahora consta de dos cromátidas hermanas, conectado por una estructura llamada el centrómero. los mitocondrias producir más ATP que proporcionará la energía para la división celular.

Profase - los los cromosomas se condensan (se vuelven más cortos y gordos) y el la envoltura nuclear se desintegra. los centriolos moverse a los polos opuestos de la celda y formar fibras del huso.

Metafase - los cromosomas se alinean a lo largo del medio de la celda. Ellos adjuntar a la fibra del huso por ellos centrómero.

Anafase - el centrómero se divide y el cromátidas están tirado a polos opuestos de la celda.

Telofase y citocinesis - los dos grupos de cromosomas descondensar (se vuelven largos y delgados) y un reformas de la envolvente nuclear a su alrededor, formando dos nuevos núcleos. El citoplasma se divide (citocinesis) y la membrana plasmática se pellizca para formar dos nuevas células genéticamente idénticas.

Índice mitótico

los índice mitótico es una medida de la proporción de células que sufren mitosis. Es posible que se le pida que lo calcule en el examen. Para hacer esto, necesita contar el número de celdas con cromosomas visibles y divide esto por el número total de celdas.

Mitosis

La meiosis es el tipo de división celular que produce gametos por reproducción sexual. A diferencia de la mitosis, las células hijas son genéticamente diferente de la celda principal y contienen solo mitad el número de cromosomas (es decir, son haploide). Cuando dos gametos haploides se unen durante la fertilización, un diploide celda llamada cigoto se forma. La meiosis implica dos rondas de la división celular que se conocen como meiosis yo y meiosis II. Se desarrolla en las siguientes etapas:

Interfase: los El ADN se replica entonces hay ahora dos copias idénticas de cada cromosoma (denominado cromátidas).

Profase I: cromátidas condensar y acomodarse en pares homólogos (llamados bivalentes). Cruzando ocurre (ver más abajo). los la envoltura nuclear se desintegra y se forman las fibras del huso.

Metafase I: los cromosomas homólogos se alinean a lo largo del ecuador y adjuntar a la fibra del huso por sus centrómeros.

Anafase I: los cromosomas homólogos son apartado

Telofase I: alcanzan los cromosomas polos opuestos de la celda. Reformas de la envolvente nuclear alrededor de los cromosomas. Citocinesis da como resultado la formación de dos células hijas.

Profase II: cromosomas condensar, la envoltura nuclear se desintegra y se forman las fibras del huso.

Metafase II: cromosomas adjuntar a la fibra del huso por sus centrómeros.

Anafase II: las cromátidas hermanas son apartado.

Telofase II: alcanzan las cromátidas polos opuestos de la celda. Reformas de la envolvente nuclear y citocinesis tomar lugares. Cuatro células hijas genéticamente únicas son producidos.

La meiosis aumenta la variación genética

Desde un punto de vista evolutivo, es importante que los organismos produzcan descendencia que muestre tanto variación genética como sea posible. Imagínese si una madre pato diera a luz a un grupo de patitos que tuvieran genes muy similares: todos estos patitos serán igualmente vulnerable a las mismas enfermedades y otras amenazas a su supervivencia. La meiosis aumenta la variación genética de dos maneras: cruzando y distribución independiente.

Cruzando

Durante la profase I de la meiosis, se produce un proceso llamado cruce. Esto es cuando el cromosomas homólogos moverse el uno hacia el otro y intercambiar material genético. Cuando el par de cromosomas se ha unido, lo llamamos un bivalente. Una cromátida del cromosoma materno se retuerce alrededor del cromosoma paterno y se conectan a través de una estructura llamada quiasmata. Los pedazos de cromosomas son intercambiado y las cromátidas se separan, formando cromosomas con diferentes combinaciones de alelos.

Distribución independiente

Dependiendo de pedido en el que los cromosomas se alinean a lo largo del ecuador de la celda durante metafase, diferentes combinaciones de los cromosomas terminará en cada gameto. La forma en que los cromosomas se alinean en la fibra del huso es completamente aleatorio, lo que da como resultado una gran cantidad de posibilidades de combinaciones cromosómicas en los gametos.

El interior de nuestro estómago es extremadamente ácido debido a la presencia de ácido clorhídrico en los jugos gástricos. Para evitar que el estómago se digiera por completo, nuestro estómago tiene que fabricar un revestimiento completamente nuevo todos los días sometiéndose a una mitosis constante.


Regulación en los controles internos

Es esencial que las células hijas sean duplicados exactos de la célula madre. Los errores en la duplicación o distribución de los cromosomas conducen a mutaciones que pueden transmitirse a cada nueva célula producida a partir de la célula anormal. Para evitar que una célula comprometida continúe dividiéndose, existen mecanismos de control interno que operan en tres puntos de control principales del ciclo celular en los que se puede detener el ciclo celular hasta que las condiciones sean favorables. Estos puntos de control ocurren cerca del final de G1, en el G2& ndashM transición, y durante la metafase (Figura 6.2.5).

Figura 6.2.5: El ciclo celular se controla en tres puntos de control. La integridad del ADN se evalúa en el G1 control. La duplicación cromosómica adecuada se evalúa en el G2 control. La unión de cada cinetocoro a una fibra del huso se evalúa en el punto de control M.

El g1 Control

El g1 El punto de control determina si todas las condiciones son favorables para que prosiga la división celular. El g1El punto de control, también llamado punto de restricción, es el punto en el que la célula se compromete irreversiblemente con el proceso de división celular. Además de las reservas y el tamaño celular adecuados, hay una verificación de daños en el ADN genómico en el G1 control. Una celda que no cumpla con todos los requisitos no pasará a la fase S.

El g2 Control

El g2 checkpoint prohíbe la entrada a la fase mitótica si no se cumplen determinadas condiciones. Como en el G1Se evalúan los puntos de control, el tamaño de las células y las reservas de proteínas. Sin embargo, el papel más importante del G2El punto de control es garantizar que todos los cromosomas se hayan replicado y que el ADN replicado no esté dañado.

El puesto de control M

El punto de control M ocurre cerca del final de la etapa de metafase de la mitosis. El punto de control M también se conoce como punto de control del huso porque determina si todas las cromátidas hermanas están unidas correctamente a los microtúbulos del huso. Debido a que la separación de las cromátidas hermanas durante la anafase es un paso irreversible, el ciclo no continuará hasta que los cinetocoros de cada par de cromátidas hermanas estén firmemente anclados a las fibras del huso que surgen de los polos opuestos de la célula.

Mira lo que ocurre en el G1, G2y M puntos de control visitando esta animación del ciclo celular.


Organización genética del núcleo

Varias características son comunes a la estructura genética de la mayoría de los organismos. Primero está el ADN de doble hebra. Cada hebra de esta molécula es una serie de nucleótidos, y cada nucleótido está compuesto por un compuesto de azúcar y fosfato unido a una de las cuatro bases que contienen nitrógeno. Los compuestos de azúcar-fosfato se unen para formar la columna vertebral de la hebra. Cada una de las bases encadenadas a lo largo de la columna vertebral se atrae químicamente a una base correspondiente en la cadena paralela de la molécula de ADN. Este emparejamiento de bases une las dos hebras de la molécula de la misma manera que los peldaños unen los dos lados de una escalera, y el enlace químico de los pares de bases retuerce las hebras dobladas en una espiral o forma helicoidal.

Las cuatro bases de nucleótidos son adenina, citosina, guanina y timina. El ADN está compuesto por millones de estas bases encadenadas en una variedad aparentemente ilimitada de secuencias. Es en la secuencia de bases donde está contenida la información genética, y cada secuencia determina la secuencia de aminoácidos que se conectarán en proteínas. Una secuencia de nucleótidos suficiente para codificar una proteína se llama gen. Los genes se intercalan a lo largo de la molécula de ADN con otras secuencias que no codifican proteínas. Algunas de estas regiones denominadas no traducidas regulan la actividad de los genes adyacentes, por ejemplo, marcando los puntos en los que las enzimas comienzan y dejan de transcribir ADN en ARN (vea abajo Expresión genética a través de ARN.


Metafase

  • Cuando termina la prometafase y comienza la metafase, los cromosomas alinear a lo largo del ecuador celular.
  • Cada cromosoma tiene al menos dos microtúbulos que se extienden desde su cinetocoro - con al menos un microtúbulo conectado a cada polo.
  • En este punto, la tensión dentro de la célula se equilibra y los cromosomas ya no se mueven hacia adelante y hacia atrás.
  • La completa desintegración de la envoltura nuclear marca el inicio de la segunda fase de la mitosis, por lo que los cromosomas se diseminan a través del citoplasma de la célula.
  • En esta etapa, la condensación de los cromosomas se completa y se pueden observar. claramente bajo el microscopio. Esta es, pues, la etapa en la que se estudia con mayor facilidad la morfología de los cromosomas.
  • En esta etapa, el cromosoma en metafase está formado por dos cromátidas hermanas, que se mantienen unidas por centrómero. Las pequeñas estructuras en forma de disco en la superficie de los centrómeros se llaman cinetocoros.
  • Estas estructuras sirven como sitios de unión de las fibras del huso (formadas por las fibras del huso) a los cromosomas que se mueven a su posición en el centro de la célula.
  • Por lo tanto, la metafase se caracteriza porque todos los cromosomas llegan a situarse en el ecuador con una cromátida de cada cromosoma conectada por su cinetocoro a las fibras del huso de un polo y su cromátida hermana conectada por su cinetocoro a las fibras del huso del polo opuesto.
  • El plano de alineación de los cromosomas en la metafase se denomina placa de metafase.

Las características clave de la metafase son:

  • Las fibras del huso se adhieren a los cinetocoros de los cromosomas.
  • Los cromosomas se mueven al ecuador del huso y se alinean a lo largo de la placa de metafase a través de fibras del huso hacia ambos polos.

Las uniones de la envoltura cromosoma-nuclear afectan los territorios cromosómicos en interfase y el entrelazamiento

Fondo: Es bien sabido que la cromatina en interfase de eucariotas superiores se pliega en configuraciones no aleatorias que forman territorios dentro del núcleo. Los territorios cromosómicos tienen propiedades biológicamente significativas y es importante comprender cómo estas propiedades cambian con el tiempo durante la vida de la célula. Las interacciones cromosoma-envoltura nuclear (Chr-NE) juegan un papel en la regulación epigenética de la replicación, reparación y transcripción del ADN. Sin embargo, su papel en el mantenimiento de los territorios cromosómicos sigue sin estar claro.

Resultados: Utilizamos simulaciones de dinámica molecular de grano grueso para estudiar los efectos de las interacciones Chr-NE en la dinámica de los cromosomas dentro de un modelo del núcleo de interfase regular (no politeno) de Drosophila melanogaster, en escalas de tiempo comparables a la duración de la interfase. El modelo simula la dinámica de los cromosomas delimitados por el NE. Inicialmente, los cromosomas en el modelo están predispuestos en configuraciones fractales con parámetros físicos como el tamaño del núcleo y la longitud de persistencia del cromosoma tomados directamente del experimento. La evolución temporal de varios observables clave que caracterizan a los cromosomas se cuantifica durante cada simulación: territorios cromosómicos, entrelazamiento cromosómico, compacidad y presencia de la disposición cromosómica Rabl (polarizada). Descubrimos que las interacciones Chr-NE ayudan a mantener los territorios cromosómicos al ralentizar y limitar, pero no eliminar, el entrelazamiento cromosómico en escalas de tiempo biológicamente relevantes. Al mismo tiempo, las interacciones Chr-NE tienen poco efecto sobre la disposición de los cromosomas Rabl, así como sobre cómo cambia la compacidad de los cromosomas con el tiempo. Estos resultados se racionalizan mediante argumentos de dimensionalidad simples, robustos a los detalles del modelo. Todos los resultados son robustos a la actividad simulada de la topoisomerasa, que puede estar presente en el núcleo de la célula en interfase.

Conclusiones: Nuestro estudio demuestra que los vínculos de Chr-NE pueden ayudar a mantener los territorios cromosómicos, al tiempo que ralentizan y limitan el entrelazamiento cromosómico en escalas de tiempo biológicamente relevantes. Sin embargo, las uniones de Chr-NE tienen poco efecto sobre la compacidad de los cromosomas o la disposición de los cromosomas Rabl.

Palabras clave: Cromatina Territorios del cromosoma Drosophila melanogaster Envoltura nuclear.


Conducta y motilidad celular

C. Fibras proximales

Durante la interfase, los cuerpos basales maduros están conectados entre sí por la fibra estriada distal que contiene centrina, así como por una fibra estriada proximal (Figura 2.4). Se desconoce la composición de la fibra proximal. El cuerpo basal maduro y el cuerpo probasal están conectados entre sí por una fibra de 6 nm (Gould, 1975), pero nuevamente se desconoce su composición. En las células de los mamíferos, la unión de los centriolos en el extremo proximal está mediada por una proteína llamada rootletin (Bahe et al., 2005). Es una proteína en espiral y está regulada por Nek2, una quinasa similar a NIMA. Su fosforilación permite la separación del par de centriolos. FA2 es una quinasa similar a NIMA que se localiza en las fibras proximales en Clamidia (ver Capítulo 3). Los mutantes FA2 tienen defectos en la progresión del ciclo celular y en la autotomía flagelar (Finst et al., 1998).


Ver el vídeo: Los cromosomas y la división celular (Mayo 2022).