El intercambio de cromátidas hermanas ( SCE ) es el intercambio de material genético entre dos cromátidas hermanas idénticas .
Se descubrió por primera vez mediante el método de tinción de Giemsa en una cromátida perteneciente al complejo de cromátidas hermanas antes de la anafase en la mitosis . La tinción reveló que algunos segmentos pasaron a la cromátida hermana que no se tiñeron. La tinción de Giemsa pudo teñir debido a la presencia de una base análoga a la bromodesoxiuridina que se introdujo en la cromátida deseada.
La razón de la (SCE) no se conoce, pero es necesaria y se utiliza como prueba mutagénica de muchos productos. De cuatro a cinco intercambios de cromátidas hermanas por par de cromosomas, por mitosis, está en la distribución normal, mientras que 14-100 intercambios no es normal y presenta un peligro para el organismo. SCE está elevado en patologías que incluyen el síndrome de Bloom , con tasas de recombinación ~10-100 veces superiores a lo normal, según el tipo de célula. [1] [2] Los SCE frecuentes también pueden estar relacionados con la formación de tumores .
El intercambio de cromátidas hermanas también se ha observado con mayor frecuencia en la enfermedad de Behçet B51 (+) . [3]
La recombinación mitótica en la levadura en ciernes Saccharomyces cerevisiae es principalmente el resultado de procesos de reparación del ADN que responden a daños espontáneos o inducidos que ocurren durante el crecimiento vegetativo. [4] } (También revisado en Bernstein y Bernstein, pp 220-221 [5] ). Para que las células de levadura reparen el daño por recombinación homóloga , debe estar presente, en el mismo núcleo, una segunda molécula de ADN que contenga homología de secuencia con la región a reparar. En una célula diploide en fase G1 del ciclo celular, dicha molécula está presente en forma de cromosoma homólogo. Sin embargo, en la fase G2 del ciclo celular (después de la replicación del ADN), también está presente una segunda molécula de ADN homóloga: la cromátida hermana . La evidencia indica que, debido a la relación especial de cercanía que comparten, las cromátidas hermanas no solo son preferidas sobre las cromátidas homólogas distantes como sustratos para la reparación recombinatoria, sino que tienen la capacidad de reparar más daño al ADN que los homólogos. [6]
Los genomas de organismos diploides en poblaciones naturales son altamente polimórficos para inserciones y deleciones . Durante la meiosis, las roturas de doble cadena (DSB) que se forman dentro de dichas regiones polimórficas deben repararse mediante intercambio entre cromátidas hermanas , en lugar de mediante intercambio entre homólogos. Un estudio a nivel molecular de la recombinación durante la meiosis de levaduras en ciernes ha demostrado que los eventos de recombinación iniciados por DSB en regiones que carecen de secuencias correspondientes en el homólogo no hermano se reparan de manera eficiente mediante la recombinación entre cromátidas hermanas. [7] Esta recombinación ocurre con el mismo ritmo que la recombinación interhomóloga, pero con rendimientos reducidos (de 2 a 3 veces) de moléculas de unión de Holliday . Este estudio, y evidencia comparable de otros organismos (por ejemplo, Peacock [8] ), indica que la recombinación interhermana ocurre con frecuencia durante la meiosis, y hasta un tercio de todos los eventos de recombinación ocurren entre cromátidas hermanas, aunque principalmente por una vía que no involucra intermediarios de la unión de Holliday. [7]
Durante la ovogénesis en el nematodo Caenorhabditis elegans , la cromátida hermana, o incluso la misma molécula de ADN , puede servir como plantilla de reparación meiótica tanto para la recombinación cruzada como para la no cruzada . [9] Los eventos no cruzados son el resultado de recombinación más frecuente . Para las roturas de doble cadena de ADN inducidas a lo largo de la profase meiótica I, el sustrato hermano o intracromátida está disponible como socio de reparación recombinatoria. [9]