La investigación japonesa dirigida por la Universidad de Osaka revela el papel de los iones de calcio en la condensación cromosómica durante la mitosis; las imágenes de alta resolución de las células vivas revelan cromosomas globulares compactos en presencia de calcio que se volvió fibroso y se expandió en su ausencia.
Antes de la división celular cuando una célula madre se divide en dos células hijas, cada una con un conjunto idéntico de información genética, los cromosomas replicados se condensan y se alinean a lo largo del huso en el medio de la célula. Esta es la etapa metafásica de la mitosis. Los cromosomas sonformado por hebras de ADN envueltas alrededor de las histonas, formando nucleosomas que se asemejan a cuentas en una cuerda. La estructura del cromosoma se mantiene mediante cambios de histonas, proteínas del andamio cromosómico e iones con carga positiva cationes. Sin embargo, la eliminación de las proteínas del andamio no tiene ningún efecto sobrecondensación cromosómica, lo que sugiere que otro factor provoca la organización de los cromosomas metafásicos. Ahora, el trabajo dirigido por la Universidad de Osaka ha revelado que los iones de calcio Ca2 + juega un papel crucial en la compactación de la fibra de cromatina.El estudio se informó en Informes científicos.
El calcio es un segundo mensajero universal con muchas funciones, incluida la progresión del ciclo celular. Durante la mitosis, ambos Ca2 + e iones de magnesio Mg2 + se liberan de los orgánulos de almacenamiento para unirse a la cromatina, aunque se unen 6-8 veces más Ca2 + que Mg2 + lo que sugiere que tiene un papel más importante. Un equipo de investigación dirigido por Hideaki Takata, Kiichi Fukui y Rinyaporn Phengchat en la Universidad de Osaka confirmó primero que Ca2 + es necesario para prevenir la desalineación cromosómica durante la mitosis, luego utilizó una evaluación de imágenes de interacciones moleculares basada endecaimiento de fluorescencia FLIM-FRET para mostrar que los cromosomas eran menos compactos en ausencia de Ca2 intracelular + .
Este mismo proceso de imagen también reveló que los cambios en Ca2 + los niveles de células HeLa vivas alteraron la extensión de la compactación cromosómica, con la nueva adición de Ca2 + causando la compactación cromosómica. Ca2 + por lo tanto, parece controlar la transición entre la condensación y la descondensación ". Aunque estudios anteriores han demostrado el empaquetado de nucleosomas usando cromatina aislada", el primer autor del estudio, Rinyaporn Phengchat dice, "tales hallazgos deben confirmarse in vivo como lo hemos hecho usando el sensible FLIM-FRETtécnica que proporciona un alto nivel de resolución espacial "
El equipo luego usó microscopía electrónica de barrido para visualizar estructuras cromosómicas a muy alta resolución ". Ca2 + tiene un efecto dependiente de la concentración en la estructura cromosómica ", explica el autor correspondiente Hideaki Takata," haciendo que los cromosomas cambien de estructuras fibrosas expandidas a estructuras globulares compactas con niveles crecientes de Ca2 + . "
Los investigadores proponen que, en ausencia de Ca2 + , el ADN cargado negativamente está menos neutralizado, evitando que se condense y retrasa la entrada en la prometafase del ciclo celular. "Creemos que la falta de Ca2 + perturba la organización de los cromosomas en el huso, haciendo que se desalineen ", dice el autor correspondiente Kiichi Fukui." Por el contrario, los niveles normales de aumento de Ca2 + durante la mitosis promueve la condensación cromosómica después de la ruptura de la envoltura nuclear ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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