И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 93
Текст из файла (страница 93)
В присутствии фосфата происходит активация гена, во время которой четыре нуклеосомы реконструируются (см. рис. 11.8, б). Литература к разделу 11.1 Георгиев Г. П. !сны высших организмов и их экспрессия. Мс Наука, 1989. С. 85 — 104. Аа!!з 3. О., К(пйзгоп К. Е. %Ьаг Ооез нсЬгошайп гепзоое!1п8в пзеап? Л Т1ВБ.
2000. Уо(. 25. Р. 548- 555. А)Ьеггз В.. Вгау О., ).еиВ 3., КаГГ М., КоЬег!з К., %а!хоп а. О. Мо(есн!аг Ью)о8у оГГЬе сеП. 3'~ ей. г(елг Уог)г; Ьопг(оп: Оаг!апй РаЫ(зЬ|п8 )пс., ! 994. Р. 346. Приведенные в табл. 11.1 данные расчетов дшот представление о том, как упакована ДНК в различных ядерных структурах. По-видимому, процесс компактизации ДНК, приводящий в конце концов к построению плотного тела митотической хромосомы, проходит через несколько структурных уровней (рис. 11.9). Первый уровень — нуклеосомный, обеспечивает сверхскручивание ДНК по поверхности гистоновой сердцевины. Второй--- нуклеомерный (сверхбусина)„где идет объединение 6 нуклеосом в глобулу.
Так как эти этапы компактизации осуществляются на огромных линейных молекулах ДНК, то ряд сближенных нуклеомеров и образует 30-нанометровую фнбриллу ДНП. Третий уровень — — хромо- мерный; петли фибрилл ДНП, объединенные «скрепками» из негистоновых белков, образуют компактные тела (0,1-0,2 мкм), которые при искусственной деконденсации дадут розетковидные структуры. Расположение петлевых доменов и хромомеров может быть неравномер- Оа!!1 М., Впнгй О. А., Вайег В. 8.
А Бене сопгго1- !ш8 сопйепзайоп оГ Ье!егосЬгошайп са Гзгазар)цlа те!аиаказгег У Бс!енсе. 1 983. Уо!. 22 !. Р. 83-85. Ьезг!и В. Оепез У. ОхГогй; 1Чеч Уогй; То)суо: ОхГогй Вп(уегз1!у Реем. 1994. Р. 797 — 831. Ьеи!и В. Оепез УП. Ох1огй; )л(еч Уог(г: ОхГого 1)пй уемйу Ргезз, 2000.
Р. 567 — 615. КаязеВ Р. 3. Оепег!сз. 5е ео. Меп!о Раг!с, Са!(Гога!а: АОО1зоп %ез(еу Ьоп8шап !пс., 1998. Р. 330 — 33 !. У!а!!гаГЬ Ь. Ь., Ьи ().. Отавой Н., Е18(п 8. С. К. АгсЫ!ес!нга( Уапайопз оГ1пйпс!Ые еи(гаг!ог!с ргошо1епи ргезеп! апг( гепзоое!!п8 сЬгопзайп знас!шез Л В(оЕззауз. 1994. Уо(.
16. Р. 165-170. У!о!ГГе А. Р., Ргизз О. Оегйап! пнс!еозоп1ез: Гйе Гапсйопа( зрес1айхайоп оГсЬгоп1айп Д Тгепг(з 1п Оепейсз. 1996. Уо(. 12. Р. 58.-62. ным: участки тела митотической хромосомы, обогащенные имн, могут соответствовать полосам при дифференциальной окраске хромосомы. Четвертый уровень -- хромонемный: хромомеры сближаются и образуют толстые (0,1-0,2 мкм) нити, которые можно уже наблюдать и в световой микроскоп. Характер упаковки этой нити в теле хроматиды еще недостаточно выяснен: возможна спиральная укладка хромонемы, но не исключено и образование ею еще одного уровня петлевых структур. Конечно, такая общая схема организации митотических хромосом очень неполно отражает особенности строения их специализированных участков, таких как ядрышковый организатор, теломеры и центромеры.
В заключение этого обзора можно прийти к выводу. что при изучении ультраструктуры хромосом исследователи сталкиваются с парадоксальной ситуацией: чем ближе мы подходим к высшим структурным уровням организации митотических хромосом, тем меньшей по объе- 309 Х'зпе ! Г! УПАКОВКА ДПК В ХРОМОСОМАХ Ы нм зг! Нм 300 нм Компакп!ые псгян т00 нм Ме! афазпая хромосома ~400 им Латсральные пстт!и ДНК (!) н осевыс к!]ыпгтнсн!ы — скаФ(1~Олл (т) мстафазной хромосомы после полного узалсния гистонов йзото рафня ыобсзпо прелостав.!сна У.
Ломко!и Схемп разлн'!ных уровней кочпактизацин хромаитна В!) (Ченцов, 399!з1 и размеры хромосомных фибр!илл <гф !Кт!яьеИ. 399й. Р. 3331: ! — пуклсосомпыи уронены 2 — - пуклсомерный. 3-- хромомсрный (пег!!евон ломсн, розе!кий 4 -- хромопемный, 5 —.- хромьои и!ь!п Двойная сп!9)ал1, ДНК яйус!я па п)ггн Хроматпиогмя;. й!и!й!!взяла 310 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНГзТИКА Ф,Ф лФ.
Ф ФФФФЯ,,ФФФ „ФФФ, ФФФФ Две модели закрепяення оснований петель а ядерном матриксе (Кая(п. 1995. Р. 43 ! 1: и -- простейшая модель. предполагающая, что петли разделены участками МАК, состоящимп пз озпоситсльпо коротких фрагмсптоя ДНК, погружопных я ядерный матрпяс; 6 — модель, постулпрующая, что пстлсяые районы относительно длиппыс. Черными кружками обозначены районы, непосредственно взаимодействующие с бслкалзп матрикса му и менее надежной становится информация об этой важнейшей клеточной структуре. Большим шагом в моделировании структуры метафазной хромосомы оказалось изучение структуры хроматина после удаления гистонов из хромосом обработкой 2М ХаС1.
В таких случаях удаляются все гистоны и ббльшая часть негистоновых белков. После этой обработки на месте метафазной хромосомы остается остов (зсаГ!о1д) из негистоновых белков, из которого выходят и распределяются в виде гало петлеобразные нити ДНК длиной 10-30 нм (рис. !1.10). Центральный скаффолд сохраняет очертания метафазной хромосомы даже после полного переваривания ДНК нуклеазами. Петли, выходящие из него, часто называют петлевыми доменами. У человека одна из хромосом средних размеров имеет около 2000 петлевых доменов. Участки ДНК, связанные со скаффолдом, называются БАК (аса!ТоЫ а(тасЬзпеп( ген!опз). На рис. 11.11 показана схема образования петель, основания которых погружены в скаффолд из негистоновых белков.
В интерфазном ядре такие петли связаны с нитчато-сетчатым белковым образованием, расположенным внутри ядерной оболочки и называемым ядерным матриксом. Ядерный матрикс был открыт в 1960 г. Г. П. Георгиевым и Ю. С. Чепцовым. Для выделения фрагментов ДНК, к которым прикрепляются белки матрикса (их называют МАК вЂ” гпа(Пх апасЬтеп( ген!опа), используют следующие процедуры: 1) выделяют клеточные ядра; 2) экстрагируют гистоны; 3) деградируют ДНК рестриктазами или ДНК-азой; 4) из оставшихся ДНК-белковых комплексов выделяют ДНК и анализируют, Если обработать ДНК-азой препараты хромосом с петлями, то можно получить белковые остовы и проанализировать их состав.
Оказалось, что в них присутствует около 20 видов белков негистоновой природы, сходных с белками интерфазного ядерного матрикса. Две фракции белков, с молекулярной массой 170 и 135 кДа, являются преобладающими. Белок 135 кДа представляет собой топоизомеразу П. В последнее время получены данные, говорящие о том, что скаффолды могут представлять собой артефакт„получившийся в результате монтажа и высушивания дегистонизнрованных хромосом на подложке.
Действительно, в теле хромосомы есть негистоновые белковые «скрепки», сшивающие основания боковых петель ДНК, но они разбросаны рыхло по объему хромосомы. Аргументы против суп1ествования петель ?и иго: 1. Скаффолды формируются только в экспериментальных условиях, и реальное существование их в нативных хромосомах не продемонстрировано. 2. Если скаффолд играет важную роль в организации каждой хромосомы, его морфология и структура должны быть неизменными, чего не наблюдают. 3. В метафазных хромосомах, окрашенных на белки, скаффолд не обнаружен. 4. Если хромосомы несколько диспергируются перед тем, как будут удалены гистоны, скаффолд впоследствии не образуется.
Как уже указывалось, при разных способах депротеинизации кроме петель на периферии набухших хромосом можно выявить и розеткоподобные структуры, состоящие из ДНК. Так, во время распластывания метафазных хромосом образуются розетки, составленные из многих петель, выходящих из общего центра. Многочисленные розетки соединены межрозеточной ДНК. Средняя общая длина петель на одну розетку, образуемую в хромосомах китайского хомячка, составляет 14 мкм, средняя длина межрозеточной ДНК вЂ” 4,2 мкм, и среднее число петель в одной розетке — около 20. Каковы отношения между хромосомным скаффолдом в делящихся клетках и ядерным матриксом в интерфазных клетках'? В ряде случаев одни и те же фрагменты ДНК участвуют в связывании с белками скаффолда и матрикса.
Ядерный матрикс и хромосомный скаффолд состоят из разных белков, хотя есть и общие. Например, топоизомераза П является основным компонентом хромосом- 3!1 Гдичи ГД УПАКОВКА ДНК В ХРОМОСОМАХ Нитазачь Наружпди чемарапа Нпутрсииячмечбраии Литература к разделу г1.2 11.3. ХРОМОМЕРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМОСОМ :В';:$ ~ Нуклеаачаэма Участок ядерной оболочки с порой и двумя ламинами ного скаффолда и одновременно входит в ядерный матрикс.
Неожиданной чертой МАК является отсутствие в них консервативных последовательностей. Они обычно на 70 '!4 состоят из нуклеотидов А, Т, но не имеют каких-либо консенсусных последовательностей, исключая сайт распознавания топоизомеразой П. Вопрос о соответствии петель хрочомерам политенных хромосом также не решен. Длины ДНК, составляющей хромомер политенной хромосомьс у дрозофилы, достаточно для формирования от 1 до 16 петель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
