Puente de cromatina
| Puente de cromatina | |
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| La tinción DAPI permite la visualización de porciones de ácido desoxirribonucleico de las dos células hijas. El ADN delgado "parecido a una cuerda" que los conecta se define como un puente de cromatina. | |
| Especialidad | Patología |
El puente de cromatina es un fenómeno mitótico que se forma cuando los telómeros de las cromátidas hermanas se fusionan y no se segregan por completo en sus respectivas células hijas. Debido a que este evento es más frecuente durante la anafase , el término puente de anafase se usa a menudo como sustituto. Después de la formación de células hijas individuales, el puente de ADN que conecta los cromosomas homólogos permanece fijo. A medida que las células hijas salen de la mitosis y vuelven a entrar en la interfase , el puente de cromatina se conoce como puente de interfase. Estos fenómenos suelen visualizarse utilizando las técnicas de laboratorio de tinción y microscopía de fluorescencia.. [1] [2]
Fondo
La herencia fiel de la información genética de una generación celular a la siguiente depende en gran medida de la duplicación del ácido desoxirribonucleico (ADN), así como de la formación de dos células hijas idénticas. Este complicado proceso celular, conocido como mitosis, depende de una multitud de puntos de control, señales, interacciones y cascadas de señales celulares para un funcionamiento preciso y fiel. El cáncer , caracterizado por mecanismos incontrolables de crecimiento celular y alta tendencia a la proliferación y metástasis , es muy propenso a errores mitóticos. Como resultado, se producen varias formas de aberraciones cromosómicas, que incluyen, entre otras, células binucleadas , husos multipolares y micronúcleos.. [3] Los puentes de cromatina pueden servir como un marcador de la actividad del cáncer.
Proceso de formación
Los puentes de cromatina pueden formarse mediante varios procesos en los que los cromosomas permanecen entrelazados topológicamente durante la mitosis. Una forma en la que esto puede ocurrir es la incapacidad de resolver las moléculas conjuntas formadas durante la reparación del ADN mediada por recombinación homóloga, un proceso que asegura que los cromosomas replicados estén intactos antes de que los cromosomas se segreguen durante la división celular. En particular, los estudios genéticos han demostrado que la pérdida de las enzimas BLM (Helicasa del Síndrome de Bloom) o FANCM da como resultado un aumento dramático en el número de puentes de cromatina. Esto ocurre porque la pérdida de estos genes provoca un aumento en las fusiones cromosómicas, ya sea de un extremo a otro o por atrapamiento topológico (p. Ej., Catenados o enlaces cruzados de ADN no resueltos), también se han asociado con la formación de puentes de cromatina.Cuando se observan con un microscopio de fluorescencia y se teñen inmunológicamente en busca de marcadores citológicos, estos puentes de cromatina parecen emanar de centrómeros, telómeros o enlaces cruzados de ADN (marcados por FANCD2).[4]
Técnicas de fluorescencia
Los puentes de cromatina se pueden ver utilizando una técnica de laboratorio conocida como microscopía de fluorescencia . La fluorescencia es el proceso que implica la excitación de un fluoróforo (una molécula con la capacidad de emitir luz fluorescente en el espectro de luz visible) utilizando luz ultravioleta . Después de que el fluoróforo se excita químicamente por la presencia de luz ultravioleta, emite luz visible en una longitud de onda específica, produciendo diferentes colores. Los fluoróforos se pueden agregar como una etiqueta molecular a diferentes partes de una célula. DAPI es un fluoróforo que se une específicamente al ADN y presenta una fluorescencia azul. Además, la inmunofluorescencia se puede utilizar como técnica de laboratorio para marcar células con fluoróforos específicos utilizandoanticuerpos , proteínas inmunes creados por los linfocitos B . Los anticuerpos son utilizados por el sistema inmunológico en la identificación y unión de sustancias extrañas. La tubulina es un monómero de microtúbulos que componen el citoesqueleto celular . El anticuerpo anti-tubulina se une específicamente a estas subunidades monoméricas de tubulina. Se puede unir químicamente un fluoróforo al anticuerpo anti-tubulina, que luego se vuelve verde fluorescente. Numerosos anticuerpos pueden unirse a los microtúbulos para amplificar la señal fluorescente. La microscopía de fluorescencia permite la observación de diferentes componentes de la célula sobre un fondo oscuro para una alta intensidad y especificidad.
Aplicaciones prácticas
Detección
Los puentes de cromatina son más fáciles y visibles cuando se observan cromosomas teñidos con DAPI. Los puentes de ADN parecen ser una conexión azul, en forma de "cuerda", entre dos células hijas separadas. Este efecto se crea cuando los extremos pegajosos de los cromosomas permanecen conectados entre sí, incluso después de la mitosis. También se puede observar un puente de cromatina mediante inmunofluorescencia indirecta, en la que la antitubulina emite una coloración verde cuando se une a los microtúbulos en presencia de luz ultravioleta. Debido a que los microtúbulos mantienen las posiciones de los cromosomas durante la mitosis, parecen estar densamente comprimidos entre las dos células hijas en división. Los puentes de cromatina pueden ser difíciles de localizar utilizando microscopía de fluorescencia, ya que este fenómeno no es increíblemente abundante y tiende a parecer tenue sobre el fondo oscuro.
Cáncer
Recientemente, los puentes de cromatina se han implicado como un marcador de diagnóstico para el cáncer, mientras que se han relacionado con la tumorigénesis en humanos. [5] Esta premisa se basa en el hecho de que a medida que la célula mitótica se divide y las células hijas se separan más, la tensión en el puente del ADN conduce a roturas del cromosoma en puntos aleatorios. Como se indicó anteriormente, las alteraciones en el cromosoma pueden provocar mutaciones en un solo cromosoma , incluidas la deleción , la duplicación y la inversión., entre otros. Esta inestabilidad, definida como cambios frecuentes en la estructura y el número de cromosomas, puede ser la base del desarrollo del cáncer. Si bien la frecuencia de los puentes de cromatina puede ser mayor en las células tumorales en comparación con las células normales, puede que no sea práctico utilizar este fenómeno como herramienta de diagnóstico. El proceso de tinción y montaje de células de muestra mediante inmunofluorescencia indirecta requiere mucho tiempo. Aunque la tinción DAPI es rápida, ninguna técnica de laboratorio puede garantizar la presencia de los puentes bajo el microscopio de fluorescencia. La rareza de los puentes de cromatina, incluso en las células cancerosas, dificulta que este fenómeno sea un marcador de diagnóstico ampliamente aceptado para el cáncer.
Referencias
- ^ Chan KL, ID de Hickson (2011). "Nuevos conocimientos sobre la formación y resolución de puentes anafase ultrafinos". Semin Cell Dev Biol . 22 (8): 906-12. doi : 10.1016 / j.semcdb.2011.07.001 . PMID 21782962 .
- ^ Hoffelder D, Luo L, Burke N, Watkins S, Gollin S, Saunders W (2004). "Resolución de puentes anafase en células cancerosas" (PDF) . Cromosoma . 112 (8). doi : 10.1007 / s00412-004-0284-6 . PMID 15156327 .
- ^ Gisselsson D, Jonson T, Yu C, Martins C, Mandahl N, Weigant J, Jin Y, Mertens F, Jin C (2002). "Anomalías centrosomales, mitosis multipolares e inestabilidad cromosómica en tumores de cabeza y cuello con telómeros disfuncionales" . Revista británica de cáncer . 87 (2): 202–7. doi : 10.1038 / sj.bjc.6600438 . PMC 2376110 . PMID 12107843 .
- ^ Kok Lung Chan (octubre de 2011). "Nuevos conocimientos sobre la formación y resolución de puentes anafase ultrafinos". Seminarios en Biología Celular y del Desarrollo . 22 (8): 906–912. doi : 10.1016 / j.semcdb.2011.07.001 . PMID 21782962 .
- ^ Jallepalli PV, Lengauer C (2001). "Segregación de cromosomas y cáncer: atravesando el misterio". Nature Reviews Cancer . 1 (2): 109-17. doi : 10.1038 / 35101065 . PMID 11905802 .
enlaces externos
- Cromosomas
- Biología Celular
- Mitosis
- Telómeros
