Wikipedia

Diminuto dobre

Os diminutos dobres (en inglés double minutes) son pequenos fragmentos de ADN extracromosómico, que se observaron en moitos tipos de tumores humanos, como o de mama, pulmón, ovario, colon e moi especialmente en neuroblastomas. Son unha manifestación da amplificación de xenes como resultado da cromotripse,[1] durante o desenvolvemento de tumores, o cal lles dá ás células unha vantaxe selectiva para o crecemento e supervivencia. Esta vantaxe selectiva é o resultado de que os diminutos dobres alberguen frecuentemente oncoxenes ampliicados e xenes implicados na resistencia a fármacos. Os diminutos dobres, igual que os verdadeiros cromosomas, están compostos de cromatina e replícanse no núcleo da célula durante a división celular. A diferenza dos cromosomas típicos, están compostos de fragmentos circulares de ADN, de ata como máximo uns poucos millóns de pares de bases de tamaño, e non conteñen centrómero nin telómeros. Ademais, adoitan carecer de elementos reguladores clave, o que permite que os seus xenes se expresen constitutivamente. O termo ADNec pode usarse ás veces para referirse aos diminutos dobres de maneira máis xeral.

Inicialmente, o termo diminutos dobres era usado comunmente para referirse en xeral ao ADN extracromosómico circular (ADNecc) porque adoitaban aparecer en pares nos primeiros estudos.[2] Despois viuse que había outros tipos de ADMecc e que os diminutos dobres eran só un tipo (un 30% do total[3]), polo que ADNecc era un termo máis xeral. Agora o termo diminutos dobres utilízase para referirse a un subtipo de ADNecc.[3]


Formación editar

O mecanismo máis proposto para a formación de diminutos dobes é a cromotripse, na cal poden ocorrer centos de rearranxos xenómicos nun só evento catastrófico, e os fragmentos cromosómicos que non son reintegrados únense creando diminutos dobres.[1] Suxeríronse tamén algúns modelos específicos para a formación de diminutos dobres distintos da cromotripse. No modelo “deleción-máis-episoma”, tamén chamado “modelo do episoma”, escíndense segmentos de ADN dun cromosoma intacto, circularízanse e despois amplifícanse como diminutos dobres por recombinación mutua.[4] O modelo “translocación-excisión-deleción-amplificación” sostén que durante unha translocación cromosómica, fórmanse diminutos dobres a partir da rexión de rotura, producíndose no proceso a deleción de xenes, que son amplificados a partir do cromosoma.[5] Outro mecanismo suxerido é un proceso evolutivo en moitos pasos, observado na liña celular GLC1, no cal unha serie de eventos de mutación cromosómica dentro de amplicóns crean subpoboacións de diminutos dobres.[6] Ademais destes modelos, varios estudos suxiren outros procesos para a fomación dos diminutos dobres como por medio da rotura dunha rexión que se tingue homoxeneamente (HSR, do inglés homogeneously staining region) despois dunha fusión de células,[7] por medio de roturas de cromosomas debido á activación inducida pola hipoxia de sitios fráxiles,[8] ou a redución no nivel de metilación do ADN.[9]

Papel na amplificación de xenes editar

A formación de diminutos dobres é especialmente importante polo seu papel na amplificación xénica. Ademais da súa capacidade de albergaren xenes, os diminutos dobres replícanse autonomamente, facilitando unha maior amplificación de xenes.[4] A estrutura circular e menos comprimida dos diminutos dobres tamén permite un incremento do nivel transcricional ao teren unha conformación máis aberta que é máis accesible a elementos transcricionais e un contacto con amplificadores (enhancers).[10] O ciclo de “rotura-fusión-ponte”, que describe un evento no que a perda dos telómeros causa a unión repetida e a desmontaxe das cromátides irmás a medida que se produce a división, é un modelo popular para explicar a amplificación de xenes intracromosómicos. Aínda que este proceso non produce directamente diminutos dobres, suxeriuse que é un paso inicial na súa formación, de tal xeito que pode contribuír á amplificación xénica por diminutos dobres.[11]

Papel no cancro editar

A presenza de diminutos dobres en células tumorais é algo máis ben raro, pero en certos cancros teñen unha alta incidencia. Unha investigación das bases de datos de cancro atopou que aproximadamente o 1,4% de todos os casos son positivos para os diminutos dobres, e dentro dos tipos de cancro, o neuroblastoma ten a maior frecuencia de diminutos dobres (31,7 %).[12] A ampificación de xenes específicos que apoian o crecemento de células tumorais, como os oncoxenes ou xenes de resistencia a fármacos, é fundamental para que adopte características malignas.[13] Debido ao seu papel na amplificación xénica, a presenza de diminutos dobres pode, por tanto, ser un factor na aceleración do crecemento tumoral. Un exemplo disto é a amplificación facilitada de diminutos dobres do xene MYC en pacientes de leucemia mieloide aguda, o cal está correlacionado cunhas malas perspectivas de supervivencia.[14] O feito de inducir a perda de xenes amplificados extracromosomicamente en células tumorais humanas reduce a súa tumoroxenicidade, de modo que a eliminación dos diminutos dobres ou outros ADNec que levan oncoxenes é un camiño suxerido na investigación sobre o tratamento do cancro.[15]

Ademais de na amplificación xénica, os diminutos dobres exercen un papel no cancro ao favoreceren a evolución do tumor e a resistencia ao tratamento. Aínda que os diminutos dobres carecen de centrómeros e telómeros que xeralmente son esenciais para repartir o material cromosómico durante a división celular, poden segregar nos núcleos das células fillas ao asociarse cos extremos teloméricos dos cromosomas mitóticos.[16] Este proceso ten como resultado reparticións variadas, e unha división desigual no número de diminutos dobres que pasan ás células descendentes incrementa a heteroxeneidade xenética do tumor, o que leva a unha evolución do tumor e ao incremento da posibilidade de que as células tumorais adquiran vantaxe selectiva.[17] Os xenes amplificados, ademias de residiren nos diminutos dobres, poden tamén estar localizados nos HSR cromosómicos. Suxeriuse que a interconversión entre os diminutos dobres e os HSRs pode ser un mecanismo para a resistencia á quimioterapia, xa que os oncoxenes atacados polo tratamento farmacolóxico son eliminados selectivamente do ADN extracromosómico pero reemerxen despois da retirada do tratamento co fármaco.[18]

Notas editar

  1. ↑ 1,0 1,1 Stephens PJ, Greenman CD, Fu B, et al. (2011). "Massive Genomic Rearrangement Acquired in a Single Catastrophic Event during Cancer Development". Cell 144 (1): 27–40. PMC 3065307. PMID 21215367. doi:10.1016/j.cell.2010.11.055. 
  2. ↑ Wang T, Zhang H, Zhou Y, Shi J (xuño de 2021). "Extrachromosomal circular DNA: a new potential role in cancer progression". Journal of Translational Medicine 19 (1): 257. PMC 8194206. PMID 34112178. doi:10.1186/s12967-021-02927-x. 
  3. ↑ 3,0 3,1 Barreto SC, Uppalapati M, Ray A (maio de 2014). "Small Circular DNAs in Human Pathology". The Malaysian Journal of Medical Sciences 21 (3): 4–18. PMC 4163554. PMID 25246831. 
  4. ↑ 4,0 4,1 Carroll, S M; DeRose, M L; Gaudray, P; Moore, C M; Needham-Vandevanter, D R; Von Hoff, D D; Wahl, G M (April 1988). "Double minute chromosomes can be produced from precursors derived from a chromosomal deletion". Molecular and Cellular Biology 8 (4): 1525–1533. PMC 363312. PMID 2898098. doi:10.1128/mcb.8.4.1525-1533.1988. 
  5. ↑ Van Roy, Nadine; Vandesompele, Jo; Menten, Björn; Nilsson, Helén; De Smet, Els; Rocchi, Mariano; De Paepe, Anne; Påhlman, Sven; Speleman, Frank (febreiro de 2006). "Translocation-excision-deletion-amplification mechanism leading to nonsyntenic coamplification ofMYC andATBF1". Genes, Chromosomes and Cancer 45 (2): 107–117. PMID 16235245. doi:10.1002/gcc.20272. 
  6. ↑ L'Abbate, Alberto; Macchia, Gemma; D'Addabbo, Pietro; Lonoce, Angelo; Tolomeo, Doron; Trombetta, Domenico; Kok, Klaas; Bartenhagen, Christoph; Whelan, Christopher W.; Palumbo, Orazio; Severgnini, Marco; Cifola, Ingrid; Dugas, Martin; Carella, Massimo; De Bellis, Gianluca; Rocchi, Mariano; Carbone, Lucia; Storlazzi, Clelia Tiziana (18 de agosto de 2014). "Genomic organization and evolution of double minutes/homogeneously staining regions with MYC amplification in human cancer". Nucleic Acids Research 42 (14): 9131–9145. PMC 4132716. PMID 25034695. doi:10.1093/nar/gku590. 
  7. ↑ Iman, DS; Shay, JW (15 de agosto de 1989). "Modification of myc gene amplification in human somatic cell hybrids.". Cancer Research 49 (16): 4417–22. PMID 2568170. 
  8. ↑ Coquelle, Arnaud; Toledo, Franck; Stern, Sabine; Bieth, Anne; Debatisse, Michelle (agosto de 1998). "A New Role for Hypoxia in Tumor Progression". Molecular Cell 2 (2): 259–265. PMID 9734364. doi:10.1016/s1097-2765(00)80137-9. 
  9. ↑ Shimizu, Noriaki; Hanada, Naoyuki; Utani, Kohichi; Sekiguchi, Naoki (1 de outubro de 2007). "Interconversion of intra- and extra-chromosomal sites of gene amplification by modulation of gene expression and DNA methylation". Journal of Cellular Biochemistry 102 (2): 515–529. PMID 17390337. doi:10.1002/jcb.21313. 
  10. ↑ Wei, J; Wu, C; Meng, H; Li, M; Niu, W; Zhan, Y; Jin, L; Duan, Y; Zeng, Z; Xiong, W; Li, G; Zhou, M (2020). "The biogenesis and roles of extrachromosomal oncogene involved in carcinogenesis and evolution.". American Journal of Cancer Research 10 (11): 3532–3550. PMC 7716155. PMID 33294253. 
  11. ↑ Lo, Anthony W.l.; Sabatier, Laure; Fouladi, Bijan; Pottier, Géraldine; Ricoul, Michelle; Mumane, John P. (2002). "DNA Amplification by Breakage/Fusion/Bridge Cycles Initiated by Spontaneous Telomere Loss in a Human Cancer Cell Line". Neoplasia 4 (6): 531–538. PMC 1503667. PMID 12407447. doi:10.1038/sj.neo.7900267. 
  12. ↑ Movafagh, A; Mirfakhraei, R; Mousavi-Jarrahi, A (2011). "Frequent incidence of double minute chromosomes in cancers, with special up-to-date reference to leukemia.". Asian Pacific Journal of Cancer Prevention 12 (12): 3453–6. PMID 22471496. 
  13. ↑ Shimizu, N (28 de setembro de 2021). "Gene Amplification and the Extrachromosomal Circular DNA.". Genes 12 (10): 1533. PMC 8535887. PMID 34680928. doi:10.3390/genes12101533. 
  14. ↑ Wong, KF; Siu, LL; Wong, WS (febreiro de 2014). "Double minutes and MYC amplification: a combined May-Grunwald Giemsa and fluorescence in situ hybridization study.". American Journal of Clinical Pathology 141 (2): 280–4. PMID 24436278. doi:10.1309/AJCPWUBGT7C0LHIN. 
  15. ↑ Von Hoff, DD; McGill, JR; Forseth, BJ; Davidson, KK; Bradley, TP; Van Devanter, DR; Wahl, GM (1 de setembro de 1992). "Elimination of extrachromosomally amplified MYC genes from human tumor cells reduces their tumorigenicity.". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 89 (17): 8165–9. PMC 49877. PMID 1518843. doi:10.1073/pnas.89.17.8165. 
  16. ↑ Kanda, T; Otter, M; Wahl, GM (xaneiro de 2001). "Mitotic segregation of viral and cellular acentric extrachromosomal molecules by chromosome tethering.". Journal of Cell Science 114 (Pt 1): 49–58. PMID 11112689. doi:10.1242/jcs.114.1.49. 
  17. ↑ Verhaak, RGW; Bafna, V; Mischel, PS (maio de 2019). "Extrachromosomal oncogene amplification in tumour pathogenesis and evolution.". Nature Reviews. Cancer 19 (5): 283–288. PMC 7168519. PMID 30872802. doi:10.1038/s41568-019-0128-6. 
  18. ↑ Nathanson, DA; Gini, B; Mottahedeh, J; Visnyei, K; Koga, T; Gomez, G; Eskin, A; Hwang, K; Wang, J; Masui, K; Paucar, A; Yang, H; Ohashi, M; Zhu, S; Wykosky, J; Reed, R; Nelson, SF; Cloughesy, TF; James, CD; Rao, PN; Kornblum, HI; Heath, JR; Cavenee, WK; Furnari, FB; Mischel, PS (3 de xaneiro de 2014). "Targeted therapy resistance mediated by dynamic regulation of extrachromosomal mutant EGFR DNA.". Science 343 (6166): 72–6. Bibcode:2014Sci...343...72N. PMC 4049335. PMID 24310612. doi:10.1126/science.1241328. 

Véxase tamén editar

Outros artigos editar

Bibliografía editar

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Diminuto_dobre&oldid=6605813»