Analiza teoretica a Epigenetics Nucleosome mediate

Comunicat de presa

Memoriei latente a celulelor vine vorba de viata

Noua cercetare daneza a examinat mecanismele din spatele memoriei celulare latenta, care poate veni la viata si a provoca anterior inexistent capacitatilor brusc sa apara. Unele celule de drojdie, de exemplu, se poate schimba brusc de la a fi a unui singur sex pentru a fi capabil de a comuta intre doua tipuri sexuale.

Cercetatorii de la Institutul Niels Bohr la Universitatea din Copenhaga au folosit modele matematice si simulari pe computer, pentru a examina mecanismele fundamentale ale memoriei celulare. Cercetare este o colaborare interdisciplinara intre biologi moleculara si fizicieni si tocmai a fost publicat in prestigioasa revista stiintifica CELL in cazul in care acesta sa fie prezentat pe pagina de insotire.

Capacitatilor inactive
Materialul nostru genetic - ADN-ul - este un plan pentru modul in care privim si sunt. Acest material genetic este foarte stabil si este fidel transmis urmasilor nostri. Din cand in cand, desi, se produce o modificare a ADN-ului, fie mari sau mici. Astfel de schimbari sunt la originea animala imensa si variata si viata plantelor de pe pamant.

Modificari constructive in ADN-ul, care este, crearea de noi functii schimbari, in mod normal, apar printr-un proces lent si treptat de functionare care implica selectia naturala a lungul multor generatii. Uneori insa, schimbari dramatice si foarte bruste sunt observate intr-un singur individ, in lipsa de orice fel de modificare a ADN-ului. Acest lucru se intampla, de fapt, in fiecare dintre noi ca organismul nostru se dezvolta: celule cu informatii genetice identice adopta destinele foarte diferite, care fac tesuturi care au foarte putin aparent, in comuna cu alte fiecare, cum ar fi piele, creier, oase sau. Mecanisme la originea acestei diferentieri asa-numitele celulare sunt cele pentru care cercetatorii de la Universitatea din Copenhaga au o clarificare posibil.

"Explicatia pentru schimbari bruste este ca nu este ADN-ul in sine, care este modificat - este imprejurimile sale imediate si de faptul ca schimbarile provoca astfel o celula pentru a activa o parte din capacitatile sale latente", spune Kim Sneppen, profesor in Biofizica la NBI.

Mediul controleaza ADN-ul
Bobine ADN-ul insusi in jurul valorii de complexe de proteine??numite nucleosomes. Foarte important, nucleosomes pot transporta diverse modificari chimice care permit fie, sau pentru a preveni, expresie a ADN-ului infasurat in jurul lor.

De fiecare data cand o celula se divide in celule noi, sa-ADN dublu catenar se imparte in doua componente unice, pe care apoi fiecare a obtine un nou dublu-Strand. Nucleosomes desi nu sunt dublate ca ADN-ului-. Mai degraba, ele sunt distribuite intre cele doua componente ADN nou dublu si spatiile goale sunt ocupate de nucleosomes noi. Diviziunea celulara este, prin urmare, o oportunitate pentru modificari in compozitia nucleosomal de o regiune ADN-ului specific. Modificarile se poate intampla, de asemenea, in timpul duratei de viata a unei celule din cauza unor reactii chimice care permit interconversions intre diferitele tipuri nucleosome. Efectul acestor schimbari pot fi ca o capacitate de latenta, care a fost latente vine vorba de viata, sau, dimpotriva, ca o capacitate anterior activa se inchide.

Acelasi material genetic - trasaturi diferite
In experimentul practic, biologie moleculara, a folosit un mutant drojdie, care a fost bi-stabil, in sensul ca ar putea sa fie o singur sex, sau comuta intre doua tipuri sexuale. Experimentul a aratat ca o schimbare spontana intre cele doua state au avut loc in celule de drojdie de aproximativ o data la fiecare 2000 de celule-generatii. Prin construirea unui model matematic bazat pe feedback-ul pozitiv care apar la nivelul nucleosome, grupul de cercetare ar putea simula rezultatele experimentale si, in acest fel, castigat o perspectiva asupra mecanismelor prin care celulele vii cu ADN-ul identic se poate realiza o diferentiere extreme.

De cercetare de la modele de viata Centrul de Cercetare de baza de la Institutul Niels Bohr a aratat ca comunicarea intre nucleosomes si de reactiile pozitive sunt susceptibile sa constituie un mecanism fundamental de memorie in celule individuale. Mecanismul ofera atat de stabilitate si deschidere la noi influente care celula-ar putea nevoie pentru a schimba starea. Natura are un partener care controleaza memoria celulelor latente.

A se vedea articolul complet in Cell

Versiunea interactiva a modelului (Java)

Imagistica artistic al Dynamics de intretinere Nucleosome

(Design original: Mette-gazda Home )

Mostenire epigenetice de state cromatinei: dinamic de intretinere si tranzitii.

Dupa diviziunea celulara nucleosomes sunt diluate si lacune sunt umplute cu nucleosomes nemarcate. Acesta este in acest moment ca swiching la un alt stat din regiune cromozomiale este cel mai probabil, insa cel mai adesea din regiune cromatina vor fi readuse la aceeasi stare ca inainte de diviziunea celulara.

S. pombe colonii pe placuta

Fluxul de state cromatinei in timp

Comutare de nucleosomes si starea de cromatinei sunt procese foarte dinamice. Comutarea are loc la un interval de timp mult mai rapid intrucat stat din regiune cromatinei vor fi mentinute pentru periodes mai lunga de timp.