The impact of chromosome positioning in nuclear functions

Abstract

Chromatin is not randomly organized inside the eukaryotic nucleus in interphase. In budding yeast gene expression of some specific loci is affected by their positioning in the nucleus. Replication firing of early origins is also correlated to the position of the respective ARSs (Autonomously Replicating Sequences) in the nucleus. However, the relationship between nuclear positioning and DNA processes is not yet fully understood. To study the importance of chromosome positioning in nuclear processes and cell physiology, we use budding yeast strains carrying fused chromosomes, which are expected to dramatically change the chromosomes configuration in interphase. By combining microscopy and computational modeling we show that the chromosomes arrangement in strains carrying fused chromosomes is greatly modified. Despite the reorganization of chromosomes in the nucleus, our functional experiments show that transcriptional activity, replication timing and response to stress conditions are not affected. The results, thus, indicate that the function of the genome is mostly independent of chromosome positioning in the budding yeast nucleus.

La cromatina no está distribuida de manera aleatoria dentro del núcleo eucariota en interfase. En la levadura Saccharomyces cerevisiae la expresión de algunos genes específicos depende de su posición en el núcleo. El inicio de los orígenes de replicación está también correlacionado a la posición de las respectivas ARSs (Autonomously Replicating Sequences) en el núcleo. Sin embargo, la relación entre posición nuclear y los procesos del ADN no está completamente aclarado. Para estudiar la importancia de la posición de los cromosomas en las actividades nucleares y en la fisiología celular, hemos utilizado cepas de S. cerevisiae con fusiones cromosómicas, en las que la conformación cromosómica típica de la levadura cambia drásticamente. Mediante la combinación de la microscopía y de los modelos computacionales mostramos que la organización cromosómica en las cepas que llevan cromosomas fusionados está ampliamente modificada. Aunque la organización de los cromosomas está modificada, nuestros experimentos funcionales muestran que la actividad transcripcional, el tiempo de replicación y la respuesta a condiciones de estrés no se muestran alterados. Por consiguiente, los resultados indican que la función del genoma es principalmente independiente de la posición de los cromosomas en el núcleo de la levadura Saccharomyces cerevisiae.