Ponte de cromatina

A tinguidura con DAPI permite a visualización de porcións do ácido desoxirribonucleico das dúas células fillas. O delgado ADN con forma de corda que as conecta defínese como ponte de cromatina.

A ponte de cromatina é unha corda de cromatina que pode aparecer na mitose conectando os cromosomas cando os telómeros de cromátides irmás se fusionan e non conseguen separarse completamente e ir ás súas respectivas células fillas. Como isto ocorre principalmente na anafase, a miúdo úsase o termo ponte da anafase como sinónimo. Tamén pode conectar os núcleos fillos na citocinese.

A miúdo as pontes de cromatina son a manifestación da presenza de cromátides dicéntricas nas que cada centrómero segrega cara a polos do fuso opostos. As pontes de cromatina comprenden un tramo de cromatina que está orientado paralelo ao fuso mitótico e está unido aos xenomas segregados. Isto crea inestabilidade xenómica e está ligado a tumores.

Despois da formación de células fillas individuais, a ponte de ADN que conecta os cromosomas homólogos permanece anormalmente no seu sitio sen romper. A medida que as células fillas saen da mitose e volven entrar na interfase, a ponte de cromatina pasa a coñecerse como ponte da interfase. Estes procesos normalmente visualízanse usando técnicas de laboratorio de tinguidura e microscopia de fluorescencia.

Introdución

A. Núcleo "nacente" cunha ponte nuceloplásmica (frecha), unha ponte de cromatina despois de mitose.

Herdar con fidelidade a información xenética dunha xeración celular á seguinte depende en grande medida da duplicación do ADN, así como da formación de dúas células fillas idénticas. O funcionamento correcto deste complicado proceso celular, coñecido como mitose, depende de moitos puntos de control celulares, sinais, interaccións e cadoiros de sinais. O cancro, caracterizado poque os mecanismos de crecemento celular se fan incontrolables e a gran tendencia á proliferación e metástase, está moi exposto a ter unha gran cantidade de erros mitóticos. Como resultado, prodúcense varias formas de aberracións cromosómicas e celulares, como, entre outras, células binucleadas, fusos multipolares e micronúcleos. As pontes de cromatina poden servir como marcadores de actividade cancerosa.

A. Microtúbulos localizados nunha ponte de cromatina. Estes polímeros tínguense con anticorpos antitubulina e poden ollarse usando microscopia de fluorescencia. B. Imaxes fusionadas de dúas células fillas conectadas por unha ponte de cromatina. Utilizáronse técnicas de fluorescencia de inmunofluorescencia indirecta e tinguidura con DAPI. C. As mesmas células visualizadas usando tinguidura con DAPI.

Proceso de formación

As pontes de cromatina poden formarse por varios procesos nos que os cromosomas pemanecen topoloxicamente enguedellados durante a mitose. Un xeito por medio do que pode ocorrer isto é o fallo á hora de resolver a unión de moléculas formadas durante a reparación do ADN mediada por recombinación homóloga, un proceso que asegura que os cromosomas replicados están intactos antes de que os cromosomas segreguen durante a división celular. Os estudos xenéticos demostraron que a perda dos encimas BLM (helicase da síndrome de Bloom) ou FANCM ten como resultado un drástico incremento no número de pontes de cromatina. Isto ocorre porque a perda destes xenes causa un incremento na fusión de cromosomas, quer extremo con extremo quer por atrapamento topolóxico (por exemplo, catenación ou enlaces cruzados no ADN non resoltos), tamén foron asociados coa formación de pontes de cromatina. Cando se olla con microscopio de fluorescencia e inmunotinguidura para marcadores citolóxicos, estas pontes de cromatina parecen emanar de ambos os centrómeros, telómeros ou enlaces cruzados no ADN (como se marca con FANCD2).

Técnicas de fluorescencia

Unha ponte de cromatina, ollada usando tinguidura con DAPI.

As pontes de cromatina poden verse utilizando unha técnica de laboratorio coñecida como microscopia de fluorescencia. A fluorescencia é o proceso no que se excita un fluoróforo (unha molécula coa capacidade de emitir luz fluorescente no espectro da luz visible) usando luz ultravioleta. Unha vez que o fluoróforo foi excitado pola pesenza de luz UV, emite luz visible a lonxitudes de onda específicas, producindo diferentes cores. Os fluoróforos poden engadirse como unha etiqueta molecular a diferentes porcións dunha célula. O DAPI é un fluoróforo que se une especificamente ao ADN e xera fluorescencia azul. Ademais, pode usarse a inmunofluorescencia como técnica de laboratorio para etiquetar células con fluoróforos específicos usando anticorpos, que son proteínas inmunitarias creadas por linfocitos B. Os anticorpos son utilizados polo sistema inmunitario para a identificación e unión a substancias estrañas. A tubulina é un monómero proteico que forma os microtúbulos que forman parte do citoesqueleto celular. O anticorpo antitubulina únese especificamente a estas subunidades monómeras de tubulina. Un fluoróforo pode unirse quimicamente ao anticoro antitubulina, o cal entón emite fluorescencia verde. Numerosos anticorpos poden unirse a microtúbulos para amplificar o sinal fluorescente. A microsocopia fluorescente permite a observación de diferentes compoñentes da célula sobre un fondo escuro con grande intensidade e especificidade.

Aplicacións prácticas

Detección

As pontes de cromatina poden verse de forma rápida e fácil cando se observan cromosomas tinguidos con DAPI. As pontes de ADN son conexións con forma de cordas azuis entre dúas células fillas separadas. Este efecto créase cando os extremos pegañentos dos cromosomas permanecen conectados entre si, mesmo despois da mitose. Unha ponte de cromatina pode tamén observarse usando inmunofluorescencia indirecta, no cal a antitubulina emite unha coloración verde cando se une aos microtúbulos en presenza de luz UV. Como os microtúbulos manteñen as posicións dos cromosomas durante a mitose, parecen estar densamente comprimidos entre as dúas células fillas en división. As pontes de cromatina poden ser difíciles de localizar utilizando microscopia de fluorescencia, xa que este fenómeno non é incriblemente abundante e tende a aparecer débil sobre o fondo.^{[Cómpre referencia]}

Cancro

Recentemente, as pontes de cromatina foron utilizadas como marcador diagnóstico para o cancro, e foron ligadas á tumoroxénese en humanos. Esta premisa está baseada no feito de que as células mitóticas se dividen e despois as células fillas se separan creando un estrés nas pontes de ADN que produce roturas nos cromosomas en puntos aleatorios. As alteracións no cromosoma poden levar a mutacións nun só cromosoma, como delecións, duplicacións e inversións, entre outras. Esta inestabilidade, definida como cambios frecuentes no número e estrutura cromosómicos, pode ser a base do desenvolvemento do cancro. Aínda que a frecuencia da presenza de pontes cromatínicas pode ser maior en células tumorais do que en células normais, pode non ser práctico utilizar este fenómeno como ferramenta de diagnóstico. O proceso de tinguidura e montaxe de mostras de células usando inmunofluorescencia indirecta leva moito tempo. Aínda que a tinguidura con DAPI é rápida, ningunha técnica de laboratorio pode garantir a visión das pontes co microsocpio de fluorescencia. A rareza das pontes de cromatina, mesmo en células cancerosas, fai que este fenómeno sexa difícil de aceptar como marcador de diagnóstico para o cancro.^{[Cómpre referencia]}