Holocentric chromosomes in animals and plants: what do we know about these points outside the curve?

• Gabriela Corrêa Morais ; Thainara Siqueira Messias ; Giancarlo Conde Xavier Oliveira ^[1]
  1. [1] Universidade de São Paulo

     Universidade de São Paulo

     Brasil

     
• Localización: Evidencia, ISSN 1519-5287, Vol. 23, Nº. 2, 2023, págs. 145-162
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Cromossomos holocêntricos em animais e plantas: o que nós sabemos sobre estes pontos fora da curva?
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• Resumen
  • português

    Usualmente, membros do domínio Eukarya possuem cinetócoros agrupados em um único ponto, o que caracteriza os cromossomos monocêntricos. Todavia, em alguns taxa o aparato proteico que compõe o cinetócoro é distribuído continuamente ou discretamente ao longo do comprimento do cromossomo, condição que define os cromossomos holocêntricos. O objetivo desta revisão é fornecer uma visão geral dos aspectos cariomorfológicos dos cromossomos holocêntricos de animais e plantas, assim como uma compreensão de sua origem, evolução e possíveis implicações adaptativas da sua presença em eucariotos. As diferenças estruturais mais consideráveis entre cromossomos holocêntricos e monocêntricos dizem respeito às proteínas do cinetócoro, ao padrão de fosforilação da histona H3 e ao DNA satélite centromérico. A distribuição de cromossomos holocêntricos em árvores filogenéticas evidencia seu surgimento independente inúmeras vezes ao longo da evolução. Apesar de muitas hipóteses terem sido criadas para explicar a origem dos cromossomos holocêntricos, nenhuma foi confirmada ou refutada. Embora sejam inegáveis as vantagens adaptativas geradas por sua presença, especialmente em ambientes clastogênicos, o comportamento típico dos cromossomos com cinetócoros difusos parece ser suficiente para torná-los a exceção e não a regra entre os eucariotos.

  • English

    Usually, members of the Eukarya domain have kinetochores grouped at a single point, characterizing monocentric chromosomes. However, in some taxa the protein apparatus that composes the kinetochore is distributed continuously or discretely along the length of the chromosome, condition that defines holocentric chromosomes. The review aims to provide an overview of karyomorphological aspects of holocentric chromosomes in animals and plants, as well as an understanding of their origin, evolution and possible adaptive implications of their presence in eukaryotes. The main structural differences between holocentric and monocentric chromosomes concern the kinetochore proteins, the pattern of histone H3 phosphorylation and centromeric satellite DNA. The distribution of holocentric chromosomes in phylogenetic trees evidence their independent emergence numerous times throughout evolution. While many hypotheses have been created to explain the origin of holocentric chromosomes, none have been confirmed or refuted. Although the adaptive advantages generated by their presence are undeniable, especially in clastogenic environments, the typical behavior of chromosomes with diffuse kinetochores seems to be enough to make them the exception rather than the rule among eukaryotes.