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Karyotyping01:17

Karyotyping

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Chromosome Structure02:40

Chromosome Structure

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Chromosome Structure02:40

Chromosome Structure

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A functional eukaryotic chromosome must contain three elements: a centromere, telomeres, and numerous origins of replication.
The centromere is a DNA sequence that links sister chromatids. This is also where kinetochores, protein complexes to which spindle microtubules attach, are constructed after the chromosome is replicated. The kinetochores allow the spindle microtubules to move the chromosomes within the cell during cell division.
Telomeres consist of non-coding repetitive nucleotide...
27.2K
Crossing Over01:30

Crossing Over

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Crossing over is the exchange of genetic information between homologous chromosomes during prophase I of meiosis I. Genetic recombination gives rise to allelic diversity in the newly formed daughter cells. In humans, crossing over produces genetically distinct haploid egg and sperm cells that undergo fertilization to produce unique offspring. Before cell division starts, the germ cell’s chromosome(s) undergo duplication in the S phase of the cell cycle. As the cells enter prophase I,...
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Crossing Over01:34

Crossing Over

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Unlike mitosis, meiosis aims for genetic diversity in its creation of haploid gametes. Dividing germ cells first begin this process in prophase I, where each chromosome—replicated in S phase—is now composed of two sister chromatids (identical copies) joined centrally.
The homologous pairs of sister chromosomes—one from the maternal and one from the paternal genome—then begin to align alongside each other lengthwise, matching corresponding DNA positions in a process...
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Lampbrush Chromosomes01:51

Lampbrush Chromosomes

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In 1882, Flemming observed lampbrush chromosomes (LBC) in salamander eggs. Later in 1892, Rückert observed LBCs in shark egg cells and coined the term "lampbrush chromosomes" because they looked like brushes used to clean kerosene lamps.
LBCs are made up of two pairs of conjugating homologous chromatids. Each chromatid consists of alternatively positioned regions of condensed-inactive chromatin and loosely placed-active side loops, which can be contracted and extended. The loops...
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Pedro Olivares-Chauvet1, Zohar Mukamel1, Aviezer Lifshitz1

  • 1Department of Computer Science and Applied Mathematics and Department of Biological Regulation, Weizmann Institute, Rehovot 76100, Israel.

Nature
|December 6, 2016
PubMed
まとめ

染色体の歩行は高次元の構造を明らかにし 活性遺伝子は対対の接触を使用し 抑制された遺伝子はハブを形成します これはゲノム折り畳みが 遺伝子調節と核組織に どのように影響するかを明らかにしています

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科学分野:

  • ゲノミクス
  • 分子生物学
  • 細胞生物学

背景:

  • 染色体は核空間と遺伝子調節のために コンパクトな構造に折りたたまれます
  • ペアワイドコンタクトはトポロジカルドメイン (TAD) を固定するループを形成し,種間で保存されます.
  • これらのループから高階構造の形成は不明である.

研究 の 目的:

  • 染色体の高度な組織を 調べるため
  • 複数のスケールでゲノム構造を研究するための新しい形状捕捉測定法 (染色体ウォーク) を開発し,適用する.
  • 配列のループがより高い構造にシネージするかどうかを判断する.

主な方法:

  • 染色体歩行 (C-walks) の開発,複数のゲノムロキュアを結びつけるコンフォームキャプチャアッセイ.
  • ヒトとマウスの細胞にCウォークを適用し,染色体の構造を様々なスケールで捉える.
  • 染色体間接触,染色体内接触,TAD内相互作用の分析

主要な成果:

  • 染色体間の接触は限られており (7-10%) TADによって制限されます.
  • C-ウォークの約半分は単一の染色体内で発生し,多くはTAD内空間に限定されています.
  • C-ウォークの2〜4のTADは,転写的に活発で,早期に複製する場所におけるストキャスティックな関連を示唆する.
  • 高度に発現する遺伝子は対対のトポロジーを示し,ポリコンブ抑制されたホックスドメインはシナジスティックハブを示します.

結論:

  • 染色体領域,TAD,およびTAD内ループは,主に内蔵された,潜在的にダイナミックな,対対の接触によって形成されます.
  • アクティブと抑圧されたゲノム領域は,異なる高次元の組織原理を示します.
  • この研究は,ゲノムの階層的折り畳みとその調節に関する洞察を提供します.