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着丝粒在染色体上的重组频率比起其他任何地方都要高,尽管染色体中的甲基转移酶尽全力阻止着丝粒的重组,Jaco et al说,他们将研究结果将发表在6月16号的《Cell Biology》上。
着丝粒在染色体上的重组频率比起其他任何地方都要高,尽管染色体中的甲基转移酶尽全力阻止着丝粒的重组,Jaco et al说,他们将研究结果将发表在6月16号的《Cell Biology》上。
着丝粒重组的研究具有很大的难度,因为着丝粒里有大量的短的DNA串联重复序列,尤其当某一片段进入某一染色单体时是很难观察到的。Jaco et al现在使用染色体定位荧光原位杂交(CO-FISH)技术已经解决了这个难题。互换位置后,两个新片段离开原来的组合,进行新的融合重组。由于两个序列是相互互补的,它们可被序列特异的荧光探针所标记。如果没有发生重组,那么染色单体就能与探针结合呈现荧光标记。
结果显示,作者发现两个染色单体的荧光信号。并且不仅仅在一个位置上发现信号,作者计算出平均每一个着丝粒都发生15次重组。这种着丝粒的重组频率是端粒重组率的6倍,是全基因组重组率的175倍。
端粒的重组受蛋白复合物的抑制,这些蛋白复合物包括shelterins和DNA甲基化酶。而着丝粒没有shelterins,但是有甲基化酶。敲除DNA甲基化转移酶基因将提高着丝粒50%的重组率,并降低着丝粒的长度,可能是由于重组过程中重复的DNA失去调控,这是重复序列中常出现的问题。甲基化如何限制着丝粒的重组,以及为什么着丝粒没有延长(只有缩短),这些机制暂时未知。
它们的重复结构使得着丝粒自然地进行重组,作者还说,后续的调控可以保证着丝粒与准确的蛋白位置稳定地结合。
关于着丝粒
着丝粒(centromere)是真核生物细胞在进行有丝分裂(mitosis)和减数分裂(meiosis)时,染色体分离的一种“装置”。着丝粒是染色体分离的一种装置,也是姐妹染色单体在分开前相互联结的位置,在染色体的形态上表现为一个缢痕(constriction)。着丝粒位于异染色质区内,这里富集了卫星DNA,也就是短的DNA串联重复序列。此外,在缢痕区内有一个直径或长度为400 nm左右的很致密的颗粒状结构,这称为动粒(kinetochore)的结构直接与牵动染色体向两极移动的纤丝蛋白相连结。
染色体着丝粒(centromere)的主要作用是使复制的染色体在有丝分裂和减数分裂中可均等地分配到子细胞中。在很多高等真核生物中,着丝粒看起来像是在染色体一个点上的浓缩区域,这个区域包含着丝点 (希腊语 kínesis 运动; chóros 部位),又称主缢痕。此是细胞分裂时纺锤丝附着之处。在大部分真核生物中每个纺锤丝附着在不同的着丝粒上。如啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)附着在每个着丝粒上仅一条纺锤丝。广义上说着丝粒也常指着丝点﹐然而狭义上的着丝点是将染色体和纺锤丝微管相结合的蛋白质复合体。
若着丝粒丢失了,那么染色体就失去了附着到纺锤丝上的能力,细胞分裂时染色体就会随机地进入子细胞。然而有着丝粒的染色体也会出现这种异常分配,那就是复制后的两个染色体拷贝并不总是正确地分离进入子细胞。在此过程中发生错误的概率通常是很低的。若发生错误会引起染色体数目的改变。如在酵母中分配发生错误的概率低于十万分之一。
目前正在研究着丝粒结合蛋白以及其它的一些因素。一个主要的问题是解决纺锤丝附着到着丝粒的具体机制。
(生物通 张欢)
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