DNA modello evolutivo potrebbe spiegare turni, può essere un meccanismo chiave per generare variazione strutturale

Riarrangiamenti di tutte le taglie genomi, geni e esoni possono derivare da un problema nella copia del DNA che si verifica quando il processo si arresta ad un punto critico e quindi il passaggio a un diverso modello di genetica, la duplicazione e persino triplicating geni o semplicemente shuffling o l'eliminazione di parte del codice all'interno di essi, ha affermato i ricercatori di Baylor College of Medicine in un recente rapporto sulla rivista Nature Genetics. La relazione chiarito ulteriormente l'effetto di bloccare la forcella e il modello di commutazione meccanismo coinvolto in alcune forme di copia numero variazione.

'Penso che questa sta per far pensare molto il numero della copia variazione per quanto riguarda l'evoluzione del genoma, geni e l'evoluzione esone shuffling,' ha affermato il dottor James R. Lupski, vice presidente della biologia molecolare e genetica umana e gli alti a BCM autore del relazione.

Il meccanismo non solo rappresenta un nuovo metodo con cui ha scoperto il genoma genera copia numero variazione tra i geni, ma dimostra anche che il numero della copia variazione può verificarsi in un altro momento nella vita di una cella. Replicazione del DNA avviene come la cellula sta dividendo e diventando due - un processo noto come mitosi.

Copia numero variazione comporta cambiamenti strutturali nel genoma umano, che come conseguenza la cancellazione di geni o parti di essi o di copie extra di geni. Spesso, questo processo è associato a malattia o con l'evoluzione del genoma stesso.

DNA (acido desossiribonucleico) esiste in due aspetti complementari che restano uniti perché l'attrazione tra i nucleotidi. A, o adenina, è sempre attratto a T, o timina. C, citosina, è sempre attratti G, guanina.

Quando una cellula si divide, si deve riprodurre il suo DNA, in modo che ogni cellula che risulta dalla divisione ha lo stesso codice genetico. Ciò significa che si deve replicare il suo DNA. Durante questo processo, un enzima chiamato helicase separa i due filoni, rompendo l'idrogeno legami tra la A - T e G - C coppie di basi. I due filoni di separazione diventare la forcella di replicazione. Su un aspetto, un enzima chiamato DNA polimerasi legge il materiale genetico nel filone come modello e fa una parte del DNA di coppia complementare ad essa. Anche in questo caso, il codice è da A a T e C, a G. Questo processo è continuo. Il ritardo della sezione, la sezione complementare è fatto in breve, segmenti separati da un processo che coinvolge l'RNA e una serie di enzimi.

Fino al 1990, i ricercatori che studiano per motivi mutazioni genetiche o modifiche guardato molecolare 'errori' in questo processo, piccoli cambiamenti in quanto, T, C o Gs chiamato polimorfismo singolo nucleotide (SNP). Hanno cambiato il messaggio del gene. Tuttavia, nei primi anni 1990, Lupski è stato uno dei primi campioni di un nuovo meccanismo in cui ha scoperto la struttura del DNA, è stata gravemente duplicata o cancellati per cambiare il numero di copie di un gene che si è verificato nel materiale genetico. Questo 'copia numero variazione' ha scritto un nuovo capitolo nella comprensione della variazione genetica umana.

In una precedente relazione, Lupski e colleghi ha descritto come il processo che le copie di DNA durante la divisione cellulare si arresta quando si verifica un problema con il materiale genetico. In alcuni casi, il processo si prefigge un modello diverso, spesso la copia di un altro simile, ma significativamente diverso tratto di DNA che prima che torna al adeguata.

In questa nuova relazione, Lupski e colleghi descrivono come questo processo - che si chiama stallo forcella e il modello di commutazione (FoSTeS) negli esseri umani o microhomology-break-mediata indotta replica (MMBIR) in modelli più semplici - generata genomiche riarrangiamenti in termini di dimensioni che vanno da uno a più megabases poche centinaia di base di coppia durante la normale divisione cellulare, con conseguente duplicazione triplications o anche di singoli geni o la riarrangiamenti dei singoli esoni (la regione codificante dei geni).

'Questo fenomeno si verifica in tutto il genoma,' ha affermato il dottor Zhang Feng, un post in Lupski associare il laboratorio e il primo autore della relazione.

Negli studi di soggetti con alterazioni del gene associato con Charcot-MarieTooth tipo 1A (PMP22), i ricercatori hanno scoperto che la forcella stallo, modello passaggio fenomeno spiegato le modifiche, da quelle che ha coinvolto triplication di un gene ad altri che hanno portato da shuffling all'interno uno esone.

Studi di una sola famiglia - due bambini e una madre - ha dimostrato che l'evento si è verificato durante la mitosi o la divisione cellulare, una significativa constatazione che conferma ulteriormente l'importanza della manifestazione.

I ricercatori hanno osservato che questa constatazione mitotica riarrangiamento del gene nella madre, che non hanno avuto la malattia, di due bambini con una neuropatia suggerisce che il meccanismo possa essere considerato una consulenza genetica in circa il rischio di avere un altro bambino con la malattia.

Gli scienziati hanno scritto, 'Noi proponiamo che FoSTeS / MMBIR può essere un meccanismo chiave per generare variazione strutturale, in particolare nonrecurrent CNV (copia numero variazione), del genoma umano. '

L'osservazione di mosaicismo per un apparente mitotically generato, FoSTeS / MMBIR-mediata complesso PMP22 riassetto nel inalterati madre di due bambini con neuropatia suggerisce questo meccanismo può avere implicazioni per la consulenza genetica per quanto riguarda il ripetersi di rischio.

Fonte: Baylor College of Medicine