1998_el Complejo Sinaptonémico y La Visión Actual de La Meiosis.1998

7/25/2019 1998_el Complejo Sinaptonmico y La Visin Actual de La Meiosis.1998

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VERTIENTES Revista Especializada en Ciencias de la Salud 1(1):pp 18-26, 1998

EEEEELLLLLCCCCCOMPLEJOOMPLEJOOMPLEJOOMPLEJOOMPLEJOSSSSSINAPTINAPTINAPTINAPTINAPTONMICOONMICOONMICOONMICOONMICOYYYYYLALALALALAVISINVISINVISINVISINVISINACTUALACTUALACTUALACTUALACTUALDEDEDEDEDELALALALALAMEIOSISMEIOSISMEIOSISMEIOSISMEIOSIS

Luis Fernando Tapia Pastrana*Luis Fernando Tapia Pastrana*Luis Fernando Tapia Pastrana*Luis Fernando Tapia Pastrana*Luis Fernando Tapia Pastrana*

RRRRRESUMENESUMENESUMENESUMENESUMENEl paradigma sobre la ocurrencia del complejo sinaptonmico (CS) como estructura indispensable para el alineamiento, la sinapsis

y el entrecruzamiento meitico ha sido cuestionado fuertemente. La aplicacin de nuevas metodologas citogenticas y molecularesha provocado que la visin y secuencia de tales procesos y los mecanismos que los regulan haya cambiado. Las perspectivas recientessobre las funciones del CS derivan de las observaciones del proceso meitico, particularmente en organismos con irregularidadesmeiticas, rearreglos estructurales o bien en individuos mutantes. Las evidencias sealan que el CS ya no contina siendo responsabledel primer contacto entre los cromosomas homlogos ni del inicio de la recombinacin, sino que ahora es interpretado como unaestructura a modo de andamio en donde se efecta la conversin de intermediarios inmaduros de la recombinacin en quiasmasfuncionales. La participacin del CS en la resolucin de atrapamientos, en la interferencia de entrecruzamiento y en la segregacin

tambin son consideradas. El propsito de este artculo es revisar brevemente los cambios en los paradigmas meiticos y las hiptesisalternas acerca del comportamiento cromosmico en meiosis.

Palabr as clave:apareamiento cromosmico, bsqueda de homologa, profase meitica, complejo sinaptonmico.

AAAAABSTRACTBSTRACTBSTRACTBSTRACTBSTRACTThe paradigm that synaptonemal complex (SC) has a primary function in alignment, synapsis and meiotic recombination little by littlehas been challenged. A number of cytological and genetic observations in meiotic mutants, haploid and organisms carrying meioticabnormalities and rearrangements have suggested that SC is no longer held to be directly responsible for recombination, but is nowinterpreted to be a scaffold for the conversion of immature recombination intermediates into functional chiasmata. Other functionsof SC as the resolution of physical tangles also have been considered. Finally, SC may mediate crossover interference and segregationat first anaphase. The purpose of this review is to briefly survey the shifts in meiotic paradigms, the very shifts which have generatednew perspectives and alternative ideas concerned with mechanisms of meiotic chromosome behavior.

Key w ords:chromosome pairing, homology search, meiotic prophase, synaptonemal complex.

*LABORATORIODEGENECOLOGA, FES ZARAGOZA, UNAM.

FECHADERECEPCIN18 DEAGOSTODE1997, FECHADEACEPTACIN 13 DEOCTUBREDE1997.

Dentro de los aspectos que hoy da se presentan como centro deatencin de la citogentica, sobresalen por sus implicaciones eneventos clave del proceso meitico, aquellos relacionados conlos mecanismos que regulan el apareamiento, la recombinacin

y la segregacin de los cromosomas homlogos. Los anterioresson los eventos que en un orden espacio-temporal preciso sedesarrollan durante los estadios tempranos de la profase meitica,cuyas caractersticas citolgicas son bien conocidas en losorganismos con reproduccin sexual, y cuyos mecanismos

comienzan a ser elucidados conforme se incrementan, tanto elnmero de especies bajo estudio como las tcnicas genticas ycitolgicas empleadas para tales fines.

Efectivamente, segn se amplan las observaciones en distintosorganismos, parece evidente que el esquema conceptual de lameiosis en el sentido clsico y dogmtico (sinapsis crecombinacin c segregacin) tendr que dar un giro importante

IIIIINTRODUCCINNTRODUCCINNTRODUCCINNTRODUCCINNTRODUCCINa fin de adecuarse con los hallazgos de los ltimos aos.Recientemente se han vuelto atractivas las ideas acerca de quelos mecanismos de reparacin del ADN de hebra doble hayanevolucionado en un mecanismo meitico para el reconocimiento

y apareamiento de secuencias homlogas, en donde la bsquedade homologa y la formacin del heterodplex anteceden a lasinapsis de los cromosomas homlogos. En este reciente ordentambin se proponen nuevas y diferentes funciones para el CS,estructura exclusiva de la profase meitica.

Durante casi tres dcadas se ha aceptado, en lo general, que laformacin del CS desempea un papel relevante en el desarrolloadecuado de los eventos antes mencionados y en opinin de

varios autores el apareamiento de secuencias gnicasrepresentaba un proceso molecular comparativamente simple,en tanto que el apareamiento cromosmico se conceba comoun evento a escala mucho mayor, pues inclua movimientos ycambios conformacionales tanto de los cromosomas, como decomplejas molculas gigantes, procesos que culminaban, como


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TAPIAPASTRANALF: ELCOMPLEJOSINAPTONMICO

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es el caso de los eucariontes superiores, con el ensamble del CS,estructura considerada en consecuencia, clave en la estabilizacindel alineamiento y apareamiento cromosmico y un soportemecnico en cuyo interior tena lugar el proceso molecular deuniones de secuencia o apareamiento efectivo1-6.

Algunos hallazgos recientes, sin embargo, cuestionan

fuertemente la extensin tanto de las funciones originalmenteatribuidas al CS como la secuencia espacio-temporal de loseventos de la profase meitica, en donde, segn se desprendedel prrafo anterior, la sinapsis cromosmica manifestada porla formacin del CS, precede a la recombinacin.

En esta perspectiva el presente trabajo es un intento por mostrar,aunque de manera general, el panorama actual en relacin conlos eventos involucrados en el alineamiento, apareamiento ysegregacin cromosmica durante la profase meitica, loshallazgos que han generado cambios en sus paradigmas, ascomo las perspectivas en el estudio gentico y citolgico deestructuras accesorias al ADN que, como en el caso del CS

desempean funciones relevantes en la meiosis, fenmenoesencial para los organismos que, al igual que nosotros, dependenpara su existencia de la reproduccin sexual.

EEEEELLLLLNCLEONCLEONCLEONCLEONCLEOMEITICOMEITICOMEITICOMEITICOMEITICO::::: LALALALALAVISINVISINVISINVISINVISINCLSICACLSICACLSICACLSICACLSICALa visin del ncleo meitico, corresponde al de una estructuradinmica, con cromosomas que presentan un diseo y estructuraspropias y que experimentan a la vez continuos rearreglos internos,involucrando procesos que demandan un alto grado de organizacinespacial dentro del mismo, cuyo significado funcional queda anpor describirse de manera integral7. En efecto, durante la meiosis,a un ciclo de replicacin premeitica de ADN le siguen dos ciclosde segregacin cromosmica y es precisamente posterior a la

replicacin cuando los cromosomas se sinapsan y experimentanaltos niveles de recombinacin va la formacin del CS. Luego depermanecer en estado de mxima condensacin y longitud total delCS (paquiteno) los cromosomas se descondensan, evento quecoincide con el desmantelamiento del CS, y se sucede la separacinde los homlogos (diploteno) y la aparicin de los quiasmas(diacinesis), sitios que supuestamente representan la evidenciacitogentica del entrecruzamiento recproco. A continuacin loscromosomas homlogos se mueven a polos opuestos (primeradivisin meitica) y las cromtidas hermanas se separan y segregan(segunda divisin meitica). El resultado es la produccin decuatro clulas hijas haploides a partir de una clula diploide. Estees el mecanismo general por el cual se efecta la transicin de la

fase diploide (2n) a la fase haploide (n) compensndose as laduplicacin cromosmica producto de la fertilizacin en organismosde reproduccin sexual.

En sntesis, la meiosis representa al evento celular en donde seconfronta la informacin gentica procedente de dosprogenitores. Mediante esta comparacin se determina si stospertenecen a la misma especie o bien a especies diferentes,siendo el reconocimiento, apareamiento y recombinacin delos cromosomas, eventos crticos de dicha comparacin8.

Como se mencion lneas antes, existen al menos dos eventosexclusivos de la meiosis, mismos que se reconocen como sucaracterstica principal y universal1,9,10: 1. la sinapsis oapareamiento entre cromosomas homlogos hasta formar un

bivalente y 2. los altos niveles de recombinacin gentica, endonde adems se establecen conexiones que les permitecomportarse como una unidad en metafase1,11-13. Efectivamente

ambos eventos son de la mayor importancia ya que nicamenteaquellos cromosomas que alcancen un estrecho contacto fsico(300 nm) podrn realizar el entrecruzamiento. El fenmenoanterior crea cromosomas nuevos, es decir, con nuevascombinaciones de alelos a partir de segmentos de los cromosomasparentales originales, asegurndose as la diversidad y

variabilidad gentica de la descendencia. Tal diversidad, comose conoce, es proporcionada en parte por el hecho de quediferentes gametos contienen distintas combinaciones decromosomas maternos y paternos como una consecuencia de susegregacin al azar en la meiosis I, y en parte por el intercambiode informacin dentro de un cromosoma como una consecuenciade la recombinacin entre cromosomas homlogos maternos y

paternos4,12,14.

En general, el panorama anterior sigue estando vigente, sinembargo, algunos paradigmas, en particular aqullosrelacionados con el orden de los eventos en la profase temprana,sus mecanismos de regulacin y la funcin del CS encuentran,a la luz de los recientes hallazgos una nueva ptica y relacionestemporales distintas, mismas que generan a la vez modernosconceptos para dar solucin a tres problemas fundamentales:informacionales (cmo reconocen los cromosomas a sushomlogos?); espaciales (cmo se localizan mtuamente loshomlogos?) y mecnicos (cmo logran atraerse estandolocalizados en diferentes espacios en el ncleo?). Las respuestas

parciales que las investigaciones citolgicas y genticas hanofrecido a tales interrogantes se expondrn ms adelante, entanto, examinemos algunos aspectos sobre el CS estrechamenterelacionado con los fenmenos anteriores.

QQQQQUUUUUESESESESESELELELELELCS?CS?CS?CS?CS?El CS es un elaborado ensamble macromolecular de protenasmeiosis-especficas (~160-240 nm de ancho) localizado a lolargo de la longitud de los cromosomas homlogos durante lameiosis y por tanto considerado como un prerrequisito para quese efecten los altos niveles de recombinacin gentica3,12,15-17. En ciertos organismos citolgicamente favorables, losintermediarios ms tempranamente detectables en la

morfognesis del CS pueden verse como fragmentos cortos deejes protenicos llamados elementos axiales que se forman a lolargo de cada par de cromtidas hermanas18,19.Conforme estosejes se alargan comienza la asociacin ntima entre los elementosaxiales homlogos en el contexto del CS. Una vez que loselementos axiales se ensamblan en el CS son llamados elementoslaterales (EL) y cada uno est asociado con los lazos decromatina de cada bivalente homlogo20. De tal manera que elaspecto del CS se asemeja a una cinta, en donde cada borde dela misma conecta a un par de cromtidas hermanas; un tercer


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componente, llamado elemento central (EC) se extiendelongitudinalmente entre ambos EL, conformando as unaestructura de caractersticas constantes en la mayora de lasespecies en donde ha sido estudiada (Fig. 1). Tambin se hanobservado filamentos transversales que conectan a los EL12,21.Efectivamente, bajo el microscopio ptico22-25y electrnico26-28el CS se evidencia como una estructura de andamiaje entre

los cromosomas apareados en la profase meitica (Fig. 2). Launiversalidad de su ocurrencia en organismos eucariontes, laestabilidad evolutiva de su organizacin estructural en plantas

y animales29-30, su relacin con los ndulos de recombinaciny su papel en la formacin de quiasmas, justificaron durantealgn tiempo su reconocimiento como una estructura esencialpara la recombinacin gentica2,12,31.

Si bien es cierto que desde el descubrimiento del CS32el estudio

de su comportamiento, funcin y estructura ha mejorado el

Conforme los elementos axiales homlogos se aproximan yConforme los elementos axiales homlogos se aproximan yConforme los elementos axiales homlogos se aproximan yConforme los elementos axiales homlogos se aproximan yConforme los elementos axiales homlogos se aproximan yexperimentan un alineamiento, el ADN, organizado en hebrasexperimentan un alineamiento, el ADN, organizado en hebrasexperimentan un alineamiento, el ADN, organizado en hebrasexperimentan un alineamiento, el ADN, organizado en hebrasexperimentan un alineamiento, el ADN, organizado en hebras

de cromatina se desplaza lateralmente.de cromatina se desplaza lateralmente.de cromatina se desplaza lateralmente.de cromatina se desplaza lateralmente.de cromatina se desplaza lateralmente.

Cromtidashermanas

Elementoaxial

Cromtidashermanas

Elementoaxial

Ndulo derecombinacin

Alineamientocromosmico

Elementolateral

Elementocentral

Elementolateral

Fig 1. Estructura y ensamble del Complejo Sinaptonmico.Fig 1. Estructura y ensamble del Complejo Sinaptonmico.Fig 1. Estructura y ensamble del Complejo Sinaptonmico.Fig 1. Estructura y ensamble del Complejo Sinaptonmico.Fig 1. Estructura y ensamble del Complejo Sinaptonmico.

Fig 2. Complejo Sinaptonmico de ratn NIH.Fig 2. Complejo Sinaptonmico de ratn NIH.Fig 2. Complejo Sinaptonmico de ratn NIH.Fig 2. Complejo Sinaptonmico de ratn NIH.Fig 2. Complejo Sinaptonmico de ratn NIH.

perspectiva el apareamiento se define como el alineamientode los cromosomas homlogos, y a la sinapsis como laasociacin ntima de los homlogos en el contexto del CS. Elapareamiento, en consecuencia, ocurre durante leptotenomientras que la sinapsis comienza en zigoteno y se completaen paquiteno33.

Las evidencias ms recientes sobre los mecanismos

involucrados durante la profase meitica, particularmenteen el nivel molecular, derivan de los anlisis realizados enlevaduras, sistemas de estudio ms manejables, lo que hafavorecido la interpretacin de los resultados y la elaboracinde hiptesis alternas acerca de la relacin que guarda el CScon los principales eventos de la meiosis, haciendo avanzardecididamente el entendimiento sobre su metabolismo yregulacin. Por ejemplo, el anlisis en mutantes de levadurasindica que son varios los genes implicados en el ensambledel CS, el apareamiento, la sinapsis y la formacin dequiasmas y que su expresin ocurre especficamente durante

la profase meitica19,34-37.

En este sentido, la levadura ms estudiada y mejorcaracterizada genticamente esSaccharomyces cerevisiae,contemplada actualmente como un sistema modelo para losmecanismos moleculares y conceptos que operan en lameiosis, incluido el CS38-40. Se puede decir que en losresultados de tales estudios se fundamentan los cambios enlos paradigmas centrales de la meiosis, pues han suministradoabundante informacin sobre los mecanismos delcomportamiento cromosmico, algunos de los cuales se

exponen a continuacin.

entendimiento del proceso meitico, pues su morfognesis secorrelaciona con los sucesivos rearreglos de cromatina, supapel preciso sigue siendo objeto de las ms diversasinvestigaciones, mismas que hasta el momento han permitidoidentificar, en oposicin a la visin clsica, diferencias crucialesdel proceso meitico, comenzando por distinguir que el primerpaso en la profase meitica es una bsqueda de homologadurante leptoteno; otra diferencia clave ha sido identificar alapareamiento y a la sinapsis como dos procesos mecnica ytemporalmente distintos. Es as como en esta nueva


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LLLLLAAAAA BSQUEDABSQUEDABSQUEDABSQUEDABSQUEDA DEDEDEDEDE HOMOLOGAHOMOLOGAHOMOLOGAHOMOLOGAHOMOLOGA YYYYY ELELELELEL APAREAMIENTOAPAREAMIENTOAPAREAMIENTOAPAREAMIENTOAPAREAMIENTOCROMOSMICOCROMOSMICOCROMOSMICOCROMOSMICOCROMOSMICO

Nunca ha sido bastante claro qu conduce a loscromosomas homlogos a unirse durante la meiosis;aunque la evidencia no fue enteramente convincente, porun tiempo pareci que el CS podra ser el organelonuclear responsable del apareamiento y cualquiera quefuese el mecanismo siempre se acept que su formacindaba la oportunidad de que las secuencias de ADNhomlogas iniciaran la recombinacin, pues elalineamiento en paralelo de los EL favorecera la

yuxtaposicin de secuencias homlogas de ADN.

Una visin extrema consider que las interacciones protena/protena conducan al ensamble del CS seguido de una ntimaasociacin de molculas de ADN como un prerrequisito parala recombinacin41. En el extremo opuesto est la opinin deque las interacciones ADN/ADN las cuales ocurren comoparte de la recombinacin, son la base primaria para el

reconocimiento de los cromosomas homlogos o bsqueda dehomologa y son de primordial importancia en el apareamientoo alineamiento cromosmico anterior y un prerrequisito en eldesarrollo del CS4,42-44.

En la actualidad, las evidencias favorecen la opinin de quelas interacciones ADN/ADN juegan un papel importante yprimario en el apareamiento cromosmico, aunque lanaturaleza molecular de las mismas queda pordeterminarse4,39,42,45. Una propuesta interesante para explicarel origen de tales interacciones es aquella que supone que unmecanismo de reparacin del ADN, en particular la reparacinde hebra doble que depende de un cromosoma homlogointacto, haya sido integrado desde las clulas somticas parafuncionar en la meiosis durante la bsqueda de homologa46.

En este contexto, un ensayo de homologa se concibe comoel encuentro de hebras sencillas de ADN en heterodplextransitorios, involucrando por supuesto, rompimientos de

ADN de doble hebra38en sitios especficos o pequeasregiones localizadas de aproximadamente 50pb4y existeninformes que muestran que las secuencias homlogas de

ADN se asocian fuera de los lmites del CS39,47. As, elapareamiento o alineamiento de los cromosomashomlogos es el resultado de la confrontacin desecuencias homlogas en la profase meitica temprana,anterior a la sinapsis ntima y a la formacin del CS. Otra

evidencia citogentica sobre el apareamiento cromosmicoprevio a la sinapsis es particularmente clara enconfiguraciones trivalentes de CS, en los que en algnsitio dos elementos axiales estn sinapsados y el tercerose halla alineado, indicando que el reconocimientohomlogo primario se realiza independiente al ensambledel CS39,48,49. Actualmente hay consenso acerca de que elCS no es responsable del reconocimiento y alineamientode los homlogos, siendo esta funcin relegada a losndulos de recombinacin temprana50-52.

En relacin al examen de homologa existen opinionesopuestas acerca de si el apareamiento cromosmico en lameiosis es un evento al azar basado en la oportunidad deencontrar homlogos o si existen condiciones que asegurenun alineamiento directo y franco de los homlogos reduciendoel azar en alguna extensin10. Para el primer caso, sinembargo, se ha argumentado que la probabil idad de un

contacto accidental de cromosomas homlogos dentro dellimitado periodo de la profase meitica podra ser bastante

baja10. Por otro lado, ya han sido propuestos algunos modelosde apareamiento considerando que este fenmeno sea unproceso mediado por mecanismos estrictos deseleccin10,53,54. Tales modelos de bsqueda sistemtica dehomologa suponen que el reconocimiento homlogo seejecuta va procesos moleculares en loci individualesllamados sitios de reconocimiento, trmino aplicado acualquier secuencia de ADN, regin cromosmica o cualquierotra unidad que autnomamente pueda realizar un encuentromolecular que favorezca el inicio de un entrecruzamientodirectamente o el establecimiento de homologa para la

sinapsis subsecuente10.

Adems de las estrategias de bsqueda sistemtica de homologase han contemplado otras alternativas que facilitan y reducen elesfuerzo durante dicho proceso, tales como el agrupamiento delos cromosomas en configuraciones bouquet o cluster y laadhesin de los telmeros a la membrana nuclear, condicionesque pueden reducir distancias y movimientos necesarios paraestablecer contacto entre sitios de reconocimientopotencialmente homlogos10,55.

Igualmente se ha especulado que el CS, por virtud de sudesarrollo semejante a una cremallera, reporta las seales de

un encuentro homlogo exitoso a lo largo de un bivalente,suprimiendo as eventos de prueba innecesarios10. De estemodo la extensin y grado de homologa entre cromosomashomlogos determina si el apareamiento se confirma o esabortado8,47.

En cuanto a si la formacin del CS ocurre exclusivamenteentre regiones homlogas, investigaciones realizadas enplantas55

e insectos12,56, han puesto de manifiesto que el CS

no se desarrolla exclusivamente entre regiones homlogas,sino que las necesidades de saturacin de sinapsis propician elapareamiento entre regiones no homlogas incluso entrecromosomas no homlogos48,49,57. An ms, se ha mostrado

la presencia de sinapsis y CS en clulas madres de polen enplantas y levaduras haploides, donde tericamente no habraapareamiento47,48. Estos datos indican que el apareamientode los ejes cromosmicos y la recombinacin seguida de lapresencia de quiasmas requiere de diferentes niveles dehomologa, regulados muy probablemente por distintosmecanismos y quiz, en adelante, al hablar del apareamientomeitico debamos decir que ste se realiza entre cromosomasque son muy similares en trminos de su estructura total ycontenido gentico58.


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CSCSCSCSCS YYYYYRECOMBINACINRECOMBINACINRECOMBINACINRECOMBINACINRECOMBINACINGENTICAGENTICAGENTICAGENTICAGENTICAOriginalmente se pens que el CS era una estructura ntimamenteinvolucrada en la recombinacin gentica a modo de armaznestructural alrededor del cual se organizaba la cromatina que noestaba implicada directamente en el entrecruzamiento, la cualpermaneca detenida en la superficie externa de los elementoslaterales y slo penetraban a travs de los mismos segmentos

seleccionados (secuencias homlogas de nucletidos) querecombinaban a nivel molecular en la regin central1,2,16. Talesmodelos fueron apoyados por investigaciones que sugeran queen algn momento el ADN de las cromtidas no hermanasinvolucradas en los eventos de recombinacin estaba localizadoen el CS59-61. Otros trabajos describieron protenaspertenecientes al CS interactuando directamente con el ADN34,cierta distribucin del ADN sobre los componentes del CS6,una estrecha asociacin ADN/CS62y del CS con los ndulos derecombinacin (NR), estructuras que citolgicamente sondefinidas como esferas o elipsoides (~100nm) encontradas a lolargo del CS, en particular sobre su regin central durante elpaquiteno medio y tardo, con la misma frecuencia y distribucin

que los eventos de recombinacin y por tanto involucradas ensu enzimologa63-66. Asimismo se report que tales asociacionesson igualmente evidentes en regiones eucromticas yheterocromticas66,67.

Los estudios antes sealados de algn modo apoyaban a aqullosen los que mediante la comparacin de las longitudes del CS ydel ADN establecan que menos del 1% del ADN de cadacromosoma homlogo estaba disponible para elentrecruzamiento de secuencias, es decir como sustrato en loseventos moleculares de rompimiento de hebra doble (RHD),reencuentro y formacin del heterodplex1,55,68. Siguiendoesta lnea se determin, por ejemplo, que la proporcin del

ADN humano que se acomoda en el CS es alrededor de 4330veces69y que el tamao promedio de los lazos de cromatinaadheridos al CS es especie-especfico7. Estudios donde secompara la proporcin CS/ADN en distintos grupos de plantas9

y vertebrados70indican que el tamao del genoma y la longitudtotal del CS estn estrechamente correlacionados y que lasdiferencias en tal proporcin afectan la tasa de recombinacin70.Si estos resultados son tomados en conjunto, claramente sugierenla existencia de secuencias determinadas de ADN que seadhieren al CS30,47,69.

La participacin del CS en el proceso de recombinacin, sinembargo, es a la vez correlativa y controvertida; en efecto, hoy

da la interaccin bsica CS-ADN es una cuestin abierta, perola evidencia es consistente con la posibilidad de que lacondensacin y descondensacin cromosmica sea unaimportante fuerza impulsora de eventos del metabolismocromosmico que pueden contribuir a la seleccin de los sitiosde recombinacin4,40,71o bien que estn involucradasparticularmente con el ensamble y desensamble del CS48.

Una serie de anlisis sobre los eventos meiticos enS. cerevisiaerevelaron que el proceso de recombinacin ocupa casi toda la

profase I y que las diferentes etapas de la recombinacin estncorrelacionadas con estados particulares del ciclo demorfognesis del CS48. Paralelamente se detectaron RHD an

bastante antes de la aparicin de la estructura tripartita del CS.

Otras observaciones, sorprendentemente, muestran molculasrecombinantes maduras coincidiendo con la desaparicin del

CS y/o formacin de los husos de metafase I, forzando enconsecuencia, un panorama ms amplio de las posiblesrelaciones entre el CS y la recombinacin, ms all delproporcionado por la visin clsica acerca de que todos loseventos importantes de la recombinacin ocurren en el CS yen particular en el subestado de paquiteno4,33,39. Ahoraparece probable que el proceso de entrecruzamiento puedeiniciarse antes de la sinapsis y completado justo antes, duranteo despus de la desintegracin del grueso del CS al trmino delpaquiteno, reforzando la opinin de que el inicio de la

recombinacin es necesario para la sinapsis4.

En un trabajo donde se utilizaron levaduras se sugiri la

existencia de productos gnicos que modulan la estructura delcromosoma y cuya perturbacin lleva a una reduccin en losniveles de recombinacin y no disyuncin homloga en meiosisI y adems, defectos en la cohesin de las cromtidas hermanas,eventos que originan una inadecuada segregacin cromosmicaen las dos divisiones meiticas, y en donde no obstante quela estructura del CS aparenta ser normal, no se descarta laposibilidad de que alteraciones sutiles difcilmentedetectables estn relacionadas con la disminucin de larecombinacin gentica72.

En tal perspectiva, actualmente se considera que las rutas de lamorfognesis del CS y las modificaciones al ADN, en trminos

de cambios en la estructura cromosmica71,73conducentes a larecombinacin, probablemente representen una va comn deeventos moleculares altamente interrelacionados, que involucranuna amplia bsqueda de homologa, la acumulacin de productosgnicos meiosis-especficos necesarios para la morfognesisdel CS y/o para fines enzimticos4,19,74; expresado en otrostrminos, los eventos de recombinacin pueden requerirse parala formacin del CS en algunas etapas y los eventos de lamorfognesis del CS pueden necesitarse para la recombinacinen etapas distintas4,37.

La estrecha relacin CS/ADN, sin embargo, ha sido puesta entela de juicio pues al menos Aspergillus nidulans,un hongo

filamentosos ySchizosaccharomyces pombe,unalevadura,exhiben una alta frecuencia de recombinacin meitica enausencia total de CS tripartita detectable75-77. En un intento deacomodar ambos tipos de evidencias dentro de los paradigmasexistentes se acepta, en general, que el CS es necesario aunqueno suficiente para que ocurra el intercambio gentico y que noen todos los organismos se requiere su presencia33,65, incluso sesugiri que el CS est diseado y funcionalmente dirigido aresolver problemas secundarios surgidos del proceso bsico deapareamiento y sinapsis, asegurando la eliminacin de enredos


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(atrapamientos) cromosmicos no especficos que resultandel apareamiento previo a la condensacin cromosmica4.Quiz la opinin ms acertada hasta el momento sea aquellaque considera que las interacciones ADN/ADN (es decir,RHD-recombinacin) son primarias a los eventos demorfognesis del CS y que este ltimo, o sus componentes

juega(n) un papel principal slo en estadios ms avanzados de

la profase (o por lo menos al final del paquiteno), regulandola maduracin de los recombinantes4,39,47.

Otras propuestas sealan que el CS, en particular la regincentral, puede mediar la interferencia de entrecruzamiento,misma que disminuye o descarta la probabilidad deentrecruzamiento entre regiones que ya han experimentadointercambio65,69y se supone que otros de sus componentesestn involucrados en la distribucin de los quiasmas40.

CS,CS,CS,CS,CS, FORMACINFORMACINFORMACINFORMACINFORMACIN DEDEDEDEDE QUIASMASQUIASMASQUIASMASQUIASMASQUIASMAS YYYYY SEGREGACINSEGREGACINSEGREGACINSEGREGACINSEGREGACINCROMOSMICACROMOSMICACROMOSMICACROMOSMICACROMOSMICA

Las evidencias a favor de la participacin del CS en el proceso

de segregacin cromosmica se han encontrado tanto eneucariontes superiores como en levaduras. En mutantesmeiticos de S. cerevisiaeincapaces de formar algn componentede CS o bien que carecen de ellos se presentan disyuncionesanormales en meiosis I35,78,79. La segregacin meitica, sinembargo, est en funcin del mantenimiento del quiasma ypor tanto ambos eventos se manejan de manera correlativa,pues las evidencias ofrecen apoyo, en el nivel molecular ycitogentico, a la hiptesis que seala al CS (o sus remanentes)como la estructura que media la disyuncin cromosmica, lacohesividad de las cromtidas hermanas y de loscentrmeros13,65,67,79-82.

El quiasma, en consecuencia y como se acepta actualmente, noslo es la expresin citolgica del entrecruzamiento entre losgenomas progenitores, sino que tambin mantiene a loscromosomas unidos hasta el comienzo de la anafase I, mediandoas el mantenimiento de un bivalente que se comporta como unaunidad, debido al evento de intercambio que experiment entreuna cromtida de cada homlogo creando las conexiones fsicasentre homlogos hasta que stos se orienten adecuadamentesobre los husos en metafase I y se asegure as la segregacincorrecta en meiosis I4,13,47,83.

El anlisis de mutantesspo76deSordaria macrospora84ydesinpticoen maz85, por ejemplo, ha mostrado que las fallas

de los cromosomas para permanecer unidos apropiadamente(separacin precoz) resultan en alteraciones en el patrn deseparacin de los elementos laterales del CS y no disyuncin enanafase I, eventualmente acompaados por inviabilidad de losgametos. En conjunto estos hallazgos muestran que el CS juegaun papel importante en el proceso de segregacin cromosmica.Por otra parte, la microscopa electrnica de los cromosomas enprofase meitica, evidencia que los elementos del CS estnimplicados en la instalacin o reforzamiento de la cohesin delas cromtidas hermanas meiticas86,87, favoreciendo el

aplazamiento de una reaccin secundaria necesaria para suseparacin82,88,89. Adems se ha propuesto una estrecha relacinentre los constituyentes del CS y los ejes cromatdicos, dondeestos ltimos actan como un armazn para la formacin de losELs86.

En contraparte al esquema conceptual anterior existen

ejemplos, considerados como las excepciones, donde lasinapsis y la presencia de quiasmas no correlacionan: enhembras deBombix mori(gusano de seda), organismoshaploides, hbridos interespecficos, mutantes meiticos detomate y levaduras, se observa que a la sinapsis no siempre le

sigue el desarrollo de quiasmas77.

Recientemente se ha sugerido que nicamente los intercambiosque suceden en el contexto del CS maduran hasta formarquiasmas funcionales a juzgar por su capacidad para asegurar ladisyuncin35,78. Si es verdad que solamente aquellosentrecruzamientos que ocurran dentro de CS pueden madurarcomo quiasmas y estar involucrados en la adecuada disyuncin

de los cromosomas, como se observa en levaduras, entonces seabre la posibilidad de que los eventos de entrecruzamiento nosiempre se manifiesten como quiasmas. Si esto tambin escierto para las plantas, entonces los cruzamientos noquiasmticos pueden, seguramente, ocasionar que en los conteosde quiasmas se subestime el nmero real deentrecruzamientos14, aunque la extensin en que esterazonamiento pueda explicar tal discrepancia permanece hastael momento como una cuestin abierta14,90,91.

CCCCCONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONESYYYYYPERSPECTIVASPERSPECTIVASPERSPECTIVASPERSPECTIVASPERSPECTIVASDe los argumentos y evidencias expuestas anteriormente sedesprende que las interpretaciones genticas y citolgicas acerca

del proceso meitico no alcanzan an consenso y por el contrarioson comunes las inconsistencias y excepciones.

Hasta el momento poco se sabe del origen filogentico yontogenia del CS (aqu la evidencia apunta hacia su sntesis denovo, pues no se han verificado estructuras preexistentes en elncleo) y de la regulacin de su ensamble y desensamble, o biende los cambios evolutivos rpidos en las protenas que conformanal CS. La elucidacin de estos aspectos es necesaria paraprofundizar en el conocimiento de los mecanismos involucradosen los rearreglos de los cromosomas durante la profase meitica

y su relacin con el CS. Esto mejorar no slo la comprensinacerca de la evolucin del proceso completo de la meiosis, sino

que tambin dar la posibilidad de responder a cuestiones sobreel origen mono o polifiltico de la meiosis y en qu extensinlas diferencias entre distintos organismos reflejan adaptacionesespecie-especficas del proceso meitico47. Quiz el CS pudohaber evolucionado en la meiosis en una etapa secundaria,subsecuente al mecanismo de apareamiento bsico. Por otraparte, dado que se ha observado que la presencia del CS tendraun papel en la regulacin de la recombinacin, quiz cabraesperar variaciones en la estructura del CS, de acuerdo con lafrecuencia de recombinacin que presenten los organismos.


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Finalmente, una visin unificada de la estructura del CS, de laregulacin de su ensamble/desmantelamiento y sus funciones enla meiosis an se percibe lejos. Por otra parte, la universalidad delos nuevos modelos que intentan explicar los eventos meiticosqueda por comprobarse en otros muchos grupos. Las respuestasa estas interrogantes, y su posible extensin a todos los phyla,quiz demuestre el establecimiento de un proceso comn sobre

la estructura molecular fundamental de la meiosis y su evolucin.

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1998_el Complejo Sinaptonémico y La Visión Actual de La Meiosis.1998

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