Хроматиновый мост

Хроматиновый мост
Окрашивание DAPI позволяет визуализировать части дезоксирибонуклеиновой кислоты двух дочерних клеток. Тонкая «струйчатая» ДНК, соединяющая их, определяется как хроматиновый мостик.
Специальность	Патология

Хроматиновый мост — это митотическое явление, которое образуется, когда теломеры сестринских хроматид сливаются вместе и не могут полностью разделиться на соответствующие им дочерние клетки. Поскольку это событие наиболее распространено во время анафазы , термин анафазный мост часто используется в качестве замены. После образования отдельных дочерних клеток, мост ДНК, соединяющий гомологичные хромосомы, остается фиксированным. Когда дочерние клетки выходят из митоза и снова входят в интерфазу , хроматиновый мост становится известен как интерфазный мост. Эти явления обычно визуализируются с помощью лабораторных методов окрашивания и флуоресцентной микроскопии . ^{[1] [2]}

Точное наследование генетической информации от одного клеточного поколения к другому в значительной степени зависит от дупликации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а также от образования двух идентичных дочерних клеток. Этот сложный клеточный процесс, известный как митоз, зависит от множества клеточных контрольных точек, сигналов, взаимодействий и каскадов сигналов для точного и точного функционирования. Рак , характеризующийся неконтролируемыми механизмами роста клеток и высокой тенденцией к пролиферации и метастазированию , весьма склонен к митотическим ошибкам. В результате возникает несколько форм хромосомных аберраций, включая, помимо прочего, двуядерные клетки , многополярные веретена и микроядра . ^[3] Хроматиновые мостики могут служить маркером активности рака. ^{[ необходима цитата ]}

Хроматиновые мосты могут образовываться в результате любого количества процессов, в которых хромосомы остаются топологически запутанными во время митоза. Одним из способов, которым это может произойти, является неспособность разрешить совместные молекулы, образованные во время репарации ДНК, опосредованной гомологичной рекомбинацией, процесса, который гарантирует, что реплицированные хромосомы будут целыми до того, как хромосомы будут разделены во время деления клетки. В частности, генетические исследования продемонстрировали, что потеря ферментов BLM (синдром Блума геликаза) или FANCM каждый приводит к резкому увеличению количества хроматиновых мостов. Это происходит потому, что потеря этих генов вызывает увеличение слияний хромосом, либо в конце-в-конец, либо через топологическое защемление (например, катенация или неразрешенные поперечные связи ДНК), также были связаны с образованием хроматиновых мостов. При просмотре под флуоресцентным микроскопом и иммуноокрашивании на цитологические маркеры эти хроматиновые мосты, по-видимому, исходят либо из центромер, либо из теломер, либо из поперечных связей ДНК (как отмечено FANCD2). ^[4]

Хроматиновые мосты можно увидеть с помощью лабораторной техники, известной как флуоресцентная микроскопия . Флуоресценция — это процесс, который включает возбуждение флуорофора ( молекулы, способной испускать флуоресцентный свет в видимом спектре света) с помощью ультрафиолетового света . После того, как флуорофор становится химически возбужденным под действием УФ-света, он испускает видимый свет на определенной длине волны, создавая различные цвета. Флуорофоры могут быть добавлены в качестве молекулярной метки к различным частям клетки. DAPI — это флуорофор, который специфически связывается с ДНК и флуоресцирует синим цветом. Кроме того, иммунофлуоресценция может использоваться в качестве лабораторной техники для маркировки клеток специфическими флуорофорами с использованием антител , иммунных белков, созданных В-лимфоцитами . Антитела используются иммунной системой для идентификации и связывания чужеродных веществ. Тубулин — это мономер микротрубочек , которые составляют клеточный цитоскелет . Антитело против тубулина специфически связывается с этими мономерными субъединицами тубулина. Флуорофор может быть химически присоединен к антителу против тубулина, которое затем флуоресцирует зеленым цветом. Многочисленные антитела могут связываться с микротрубочками для усиления флуоресцентного сигнала. Флуоресцентная микроскопия позволяет наблюдать различные компоненты клетки на темном фоне для высокой интенсивности и специфичности. ^{[ необходима цитата ]}

Хроматиновые мосты проще всего и легче всего увидеть при наблюдении за хромосомами, окрашенными DAPI. ДНК-мосты выглядят как синие, «подобные струнам» связи между двумя разделенными дочерними клетками. Этот эффект создается, когда липкие концы хромосом остаются соединенными друг с другом даже после митоза. Хроматиновый мост также можно наблюдать с помощью непрямой иммунофлуоресценции, при которой антитубулин испускает зеленую окраску при связывании с микротрубочками в присутствии УФ-света. Поскольку микротрубочки сохраняют положение хромосом во время митоза, они кажутся плотно зажатыми между двумя делящимися дочерними клетками. Хроматиновые мосты может быть трудно обнаружить с помощью флуоресцентной микроскопии, так как это явление не является невероятно распространенным и, как правило, выглядит тусклым на темном фоне. ^{[ необходима цитата ]}

Недавно хроматиновые мосты подразумевались как диагностический маркер рака, хотя их связывали с онкогенезом у людей. ^[5] Эта предпосылка основана на том факте, что по мере того, как митотическая клетка делится и дочерние клетки отдаляются друг от друга, нагрузка на мост ДНК приводит к разрывам хромосомы в случайных точках. Как уже говорилось ранее, нарушения в хромосоме могут приводить к мутациям отдельных хромосом , включая делецию , дупликацию и инверсию , среди прочего. Эта нестабильность, определяемая как частые изменения в структуре и количестве хромосом, может быть основой развития рака. Хотя частота хроматиновых мостов может быть выше в опухолевых клетках по сравнению с нормальными клетками, может быть непрактично использовать это явление в качестве диагностического инструмента. Процесс окрашивания и монтажа клеток образцов с использованием непрямой иммунофлуоресценции занимает много времени. Несмотря на то, что окрашивание DAPI выполняется быстро, ни один лабораторный метод не может гарантировать наличие мостов под флуоресцентным микроскопом. Редкость хроматиновых мостиков, даже в раковых клетках, делает это явление трудноприменимым в качестве диагностического маркера рака. ^{[ необходима ссылка ]}