Centrómeros. ¡Pensar que se creía ADN repetitivo sin funcion!

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Desde hace ya unos cuentos años se sabía que los centrómeros estaba formados por secuencias de ADN altamente repetitivo pero se creía que no cumpliía ninguna función particular, sin embargo según Rosic et al, 2014 parece ser que las secuencias de ADN repetitivas ADN  del centrómero, codifican o se transcriben a un ARN no codificante que promueve el montaje del cinetocoro y la segregación cromosómica durante la mitosis.

Centrómeros-las regiones de cromosomas donde las proteínas del cinetocoro se ensamblan y fijan los cromosomas al huso mitótico-se definen por factores epigenéticos como la variante de la histona CENP-A en vez de por su secuencia de ADN específica. La cromatina centromérica se caracteriza a menudo, sin embargo, por la presencia de secuencias repetitivas de ADN llamados repeticiones por satélite, y algunas evidencias sugieren que los ARN transcritos de estas regiones podrían ayudar a las células  a identificar la ubicación de sus centrómeros.

Rošić et al. encontraron que en el cromosoma X de la Drosophila,  localizada en la mayoría de los centrómeros de cromosomas mitóticos,  región de ADN altamente repetitiva, se transcribe a  un ARN no codificante. Si se agotan estas transcripciones de la región repetitiva SAT III, se provoca un defecto en la segregación de todos estos cromosomas, no sólo el cromosoma X. Los investigadores con frecuencia observaron que los cromosomas no lograron pasar a los polos del huso durante la anafase.  Estos cromosomas rezagados mostraron niveles reducidos de proteínas centrómero y cinetocoro incluyendo CENP-A, CENP-C, y Spc105, lo que indica que no pueden adherirse al huso mitótico correctamente.

Los ARN transcriptos de SAT III interactuaron con CENP-C, lo que sugiere que el ARN ayuda a reclutar o estabilizar esta proteína en los centrómeros, promoviendo así la CENP-un conjunto de proteínas que se incorporan al cinetocoro. El autor principal, Sylvia Erhardt piensa que los ARN no codificantes transcritos de otras repeticiones satélite pueden actuar de manera similar como marcadores epigenéticos de centrómeros.

Habrá ahora que esperar a nuevas investigación de otros ARN de secuencias repetitivas de ADN en otras regiones y su posible función. Además es otra causa posible de no disyunción en casos de que alguno de estos elemento no funciones verdad?

Fuente: Research Article – Article: Repetitive centromeric satellite RNA is essential for kinetochore formation and cell division. Silvana Rošić, Florian Köhler, and Sylvia Erhardt. J Cell Biol  jcb.201404097. Published: November 3, 2014, doi:10.1083/jcb.201404097

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Los telómeros, pérdida de la Juventud

Los telómeros acortados pueden explicar mucho de la Tercera Edad

Telomeros

Telomeros

El envejecimiento es un paseo por el parque. Los órganos comienzan a envejecer  poco a poco, la energía baja, diabetes, demencia, y los riesgos de ataque cardíaco suben y así sucesivamente. ¡Qué lío! Averiguar cómo y por qué suceden estas cosas ha sido un hueso duro de roer, es sorprendente. Pero los investigadores, están finalmente empezando a hacer algunos progresos. Han tenido buenas teorías acerca de por qué las células de crecimiento lento como el cerebro, el hígado y el corazón sufren de envejecimiento. Y otras teorías para explicar por qué las células de rápido crecimiento de las células de la sangre y la de las células intestinales. Ahora, en un nuevo estudio , los científicos han vinculado estas teorías y han avanzado en la comprensión de este fenómeno.

Los telómeros parecen ser la clave. Los telómeros protegen los cromosomas y evitan que se dañen cada vez que una célula se divide. Pero cada vez que una célula se divide, se pierde un poco de su telómero o sea el extremo final de sus cromosomas.

Con el tiempo suficiente de los telómeros se acrtan y los los cromosomas comienzan a dañarse.  La célula se convierte en su maquinaria de reparación del ADN y retrasa todo. Esto provoca que células de crecimiento rápido

se vuelven lentas en crecer y eventualemente dejan de crecer. (El daño en los cromosomas también puede ocasionar que las células se suiciden)
Las células que crecen lentamente pueden ser relativamente inmunes a estos efectos, pero a la edad también. Y esto es en parte debido también a la pérdida de los telómeros.

Los investigadores encontraron que la pérdida de los telómeros también afecta a cómo funcionan las mitocondrias.

Recuerde, las mitocondrias son las centrales eléctricas de la célula – que a su vez pueden convertir el azúcar en energía, y tienen que estar trabajando en su mejor momento en el caso de las células de lento crecimiento de las células,  para  que puedan sobrevivir.

Los investigadores proponen que la pérdida de los telómeros en las células de crecimiento lento provoca problemas como la diabetes y la demencia, afectando cómo funcionan las mitocondrias. Añádase a esto el efecto de acortamiento de los telómeros que tienen las células de crecimiento rápido y los científicos comienzan a obtener una imagen más completa del envejecimiento a nivel molecular.

Los investigadores fueron capaces de demostrar que ambos efectos ocurren por la misma razón. La pérdida de telómeros resulta en el “encendido” del  gen p53. Y el gen p53 afecta a muchos otros genes que afectan el crecimiento celular y la función mitocondrial.

El regulador principal, p53

El gen p53 es sobre todo conocido por su papel en el cáncer. Cuando se está trabajando correctamente, puede evitar que crezcan las células cancerosas y se forme un tumor. El cáncer ocurre cuando ciertas partes del ADN en una célula se dañen. El daño en el ADN lleva a las células que crecen sin control o que se nieguen a morir. Este tipo de daño en el ADN activa o enciende el gen p53, que se pone a trabajar.

El gen p53 primero hace un montón de proteína p53. Esta proteína se va a encender y apagar un montón de otros genes. Estos genes controlados por p53 en células de lento crecimiento y conseguien que la maquinaria de reparación del ADN haga horas extras de trabajo.

La idea es que la célula relentizada tendrá tiempo para arreglar el daño de su ADN.

Una vez reparado, la célula puede continuar su vida normal.

En muchos tipos de cáncer, el gen p53 en sí mismo está dañado, entonces la célula tiene doble problema para hacer frente a cualquier daño en el ADN. Así que la célula sin protección con el tiempo se convierte en cáncer.

Los daños por envejecimiento del ADN también, pero de una manera diferente – a través del acortamiento progresivo de los telómeros en el extremo de los cromosomas. Una vez que los telómeros se acortan bastante,  p53 entra en acción frenando la célula para su reparación, excepto que la célula no pueda reparar los telómeros.  En ese caso, la célula termina en la senescencia , viieja y moribunda.
El gen p53 afecta a otros genes también. Este estudio muestra que apaga a dos genes PGC-1 en determinadas células.  Y que los genes PGC-1 son necesarios en estas células para que sus mitocondrias para trabajar en su mejor momento.

Las células de lento crecimiento de necesitan sus mitocondrias a lograr una óptima eficiencia. Cuando no es así, la gente termina con problemas relacionados con la edad como la diabetes y las enfermedades del corazón.

Así el acortamiento de los telómeros hace que se active p53, que hace que las células frenen de crecer para corregir sus telómeros. Este p53 también puede ralentizar las mitocondrias, pero no siempre.

Otros estudios han demostrado que p53 a veces puede hacer más eficientes las mitocondrias.

Los científicos tendrán que ver si p53 funciona de manera diferente en diferentes tipos de células con respecto a la actividad mitocondrial. Puede ser que p53 contribuya a disminuir las mitocondrias en algunos tipos de células y otros no.  Y los telómeros y la p53 probablemente no son la historia completa. El ADN mitocondrial dañado (ADNmt) parece jugar un papel clave en el envejecimiento. Puede ser que afecte a los PGC-1 genes también afecta a la reparación del ADN mitocondrial, pero esto aún no ha sido demostrado. Este estudio aumenta la comprensión científica del envejecimiento. Pero, evidentemente, todavía hay un largo camino por recorrer.

¿Por qué la gente necesita los telómeros?

Sólo tiene que añadir la telomerasa

De todo esto, una respuesta obvia para el problema del envejecimiento sería fijar los telómeros en las células viejas. Así las células de rápido crecimiento podrían volver al trabajo y las células de crecimiento lento puede tener sus mitocondrias a pleno. La gente vive para siempre y  fin de la historia. Pero no tan rápido!!!

La fijación de los telómeros no es una cosa fácil de hacer. Y la adición de los telómeros en los extremos de los cromosomas queramos o no,  es justo lo que las células cancerosas quieren hacer.

Los telómeros son uno de los frenos naturales en las células cancerosas. Cada vez que una célula cancerosa se ​​divide, se pierde un poco de sus telómeros también. Finalmente, se quedaría sin los telómeros y morirían. Cáncer de curado.

Una forma las células de cáncer de evitar esto es mediante la activación de un gen llamado telomerasa. La Telomerasa hace que un híbrido de RNA / proteína que cura a los telómeros.

Esto es normal para el caso de las células de crecimiento rápido como las células inmunes y las stem cells o células madre,  pero el cáncer puede secuestrarlas y hacer un uso malévolo. Así que cualquier tratamiento anti-envejecimiento que utiliza la telomerasa para reparar los telómeros en las células viejas tienen que caminar una línea muy fina.  Se necesita para reparar los telómeros en el envejecimiento, pero no en las células cancerosas!! . Esto no será fácil!

Los científicos tendrán que encontrar alguna manera de distinguir entre una célula vieja y una célula cancerosa. Hay que asegurarse de no reactivar las células precancerosas que se agotaron porque perdieron sus telómeros.

Eventualmente, los científicos aprenderán lo suficiente como para superar el problema del envejecimiento. O por lo menos, que todo el mundo viva vidas más largas y productivas. Todos tendremos que ser pacientes y tratar de vivir lo suficiente para ver estas investigaciones se hagan realidad.
Fuente: por el Dr. Barry Starr, la Universidad de Stanford

18 de febrero 2011

http://www.thetech.org/genetics/news.php?id=138

DESDE MENDEL HASTA LAS MOLÉCULAS

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Gracias a Science Photo library por las maravillosas fotos

Objetivo del Blog

Distinción como Blog del Mes

El objetivo de este Blog es principalmente el de lograr que todos aquellos que tengan ya alguna base de biología,  puedan comprender mejor algunos aspectos de la Genética, usando algunas nuevas herramientas pedagógicas como el uso de hipertexto, imágenes y animaciones o videos.

Aquí podrán encontrar en las distintas páginas, algo acerca de Mendel (el padre de la genética), de la biología molecular y las nuevas técnicas que se utilizan en la actualidad para el diagnóstico, la investigación, el mejoramiento genético, la bromatología, la bacteriología, la virología, el control epidemiológico, etc. Muchas de las técnicas descriptas en la página de Técnicas de Biología Molecular se aplican a todos esos campos de la ciencia. Allí podrán encontrar un ejemplo que se aplica a detección de genes mutados para diagnóstico, de determinación de SNPs (variaciones de un solo nucleótido) para el mejoramiento genético, detección de virus y bacterias , todos ellos se basna en el mismo ejemplo esquematizado. Ver Marcadores moleculares en Descarga de archivos

Gregor Mendel en 1866 fué capaz de deducir las tres leyes básicas de la herencia de las características. Sin conocer como era el material genético (ADN) ni saber como se transmitía, fué capaz de ver y poder explicar como se heredan las características de generación en generación. Esto lo convirtió en el padre de la Genética como ciencia. Ver INTERPRETACION DE LAS LEYES DE MENDEL.  Esta ciencia ha sido una de las que mayor trascendencia alcanzó en el siglo pasado y en éste ya que hoy en día podemos explicar todas las leyes de Mendel conociendo como se forman las gametas (meiosis) . A posteriori de sus descubrimientos fueron surgiendo otros ejemplos de mecanismos de herencia de los genes, los genes ligados.

Luego nacen la citogenética y sus aplicaciones en el diagnóstico (cariotipo o estudio de los cromosomas) e incluso el estudio de las alteraciones que producen los cambios en el número o morfología de los cromosomas.

Por otra parte luego se descubren como se heredan ciertos genes relacionados con el sexo del individuo que los porta (ver página de Genética del sexo)

Con controversias actuales acerca de moral, bioética y demás preocupaciones así mismo promete ser la solución a una gran cantidad de problemas, como enfermedades hereditarias y metabólicas, terapia génica, vacunas más eficientes, diagnósticos rápidos de distintos tipos de enfermedades por PCR, la aplicación al control epidemiológico de enfermedades infecciosas (es decir determinar el orígen de una cepa viral o bacteriana y como entró en una región), control de contaminaciones alimenticias (ver en descarga de archivos la detección de E.coli productora de sindrome urémico hemolítico) , el mejoramiento de especies vegetales y animales, etc.

Hay un video que encontré en YouTube que me pareció maravilloso como relata la historia de esta ciencia. El único inconveniente es que está en Inglés y es muy largo por lo tanto traducirlo se hace casi imposible, sin embargo me gustaría compartirlo creo que es bastante comprensible y muy útil como presentación.

Este blog está siendo construído con el objeto de escribir comentarios sobre la historia de la genética, los avances de la misma, sus derivaciones y aplicaciones, mostrar imágenes y videos educativos de los procesos de la biología molecular y su técnicas y la genética en general-

Es un Blog educativo y que espero que más que informar, permita formar el pensamiento crítico de los alumnos universitarios que lo visten, así como de otros visitantes que quieran informarse acerca de los procesos biológicos.

Mapaconceptual de como nacio la genética

Hay un video de una presentación de Power Point que resume un poco la historia de los hallazgos más relevantes de la genética. Espero les guste.